随着国内物流业迅猛发展,作为长三角地区制造业相对集中的常州市,各类与物流相关的大型仓库雨后春笋般涌现,其介乎于仓库与厂房之间的特殊建筑形态,游离于现行消防技术标准之外。在各地建筑工程消防设计审核、验收工作中存在标准不明,依据不清的尴尬局面,给消防技术工作者带来一定的困扰。当前又正值向灾区运送各类救灾物资的关键时期,因此,有必要对大型物流中心仓库的建筑特性、工艺流程等进行专门研究,探讨与之相适应的技术手段,确保其消防安全。
一、大型物流仓库火灾危险性分析
(一)物流仓库概念。物流中心处理的货物是多种多样的,一般有食品饮料、家用电器、日用品、机电产品等,主要为固体可燃物。货物流转速度快,在物流中心建筑内滞留时间短,主要是为周边区域提供第三方物流服务。由于流转和功能需要,所需装卸、分拣、储存等作业面积大,多为机械化操作,建筑规模大。与传统的仓库相比,物流中心建筑在存储、运行和管理等方面均存在一定差异。
(二)物流仓库火灾危险性分析。大型物流仓库体积大,高度高,货架连续长度长,物流工艺中还往往由人工进行分拣等作业,仓库中人员也比传统仓库为多。一旦发生火灾不仅造成财产损失,更有可能造成人员伤亡,同时消防部门在火灾扑救中的难度和险度也远高于传统仓库。在建筑防火设计中对建筑本体安全、消防设施设置、灭火救援等方面也比传统仓库难度大。
一是体量大,荷载高,蔓延快。大型物流仓库要求建筑有高大空间,一座建筑占地面积一般均在20000m2左右,防火分区内建筑面积也可能要求近10000m2,货架堆放物品的密度大、数量多、品种复杂。建筑高度多在12m以上,货物堆垛高度在10m以上。通常储存和理货区分别占面积的60%和30%左右。多个区域之间物品的流动频繁。整座建筑空间呈现连续开放的形态,发生火灾后,极易形成大面积火灾。
二是报警时间长,排烟困难,结构易坍塌。实验表明,在大型物流仓库,因其空间高大,其初起火灾相似于室外无风状态火灾,从第一个货架单位火灾到引燃相邻货架单位约需180S。现有物流仓库的排烟方式主要有天面或靠近天面的墙上开设常开窗进行自然排烟,和在顶部设置机械排烟设施两种方式。无论采取何种方式,由于仓库空间高大,烟气由于货架和货物的阻挡,到达屋面层的时间较长。热烟气从产生到排出室外,会在室内停留较长一段时间,引燃热烟气流经处的可燃物,消耗大量氧气,加热室内空气,使室内陷入一种烟雾浓、温度高、能见度低的高危状态。对建筑结构安全造成威胁,也不利于人员疏散和灭火救援的展开。
三是灭火难度大,疏散困难。物流仓库货物堆垛高度在大都超过7m,属于高架仓库,货架连续长度约为30~60m,一般每隔30m处设置一个宽约1.4m的通道。货架与货架间通道的宽度又仅为在1.1m到3.5m左右。一旦发生火灾,烟雾弥漫,很难找到起火点。而且由于货架一般都是采用钢质,加上堆物的重量,在火灾情况下可能变形坍塌,这对灭火人员的安全也带来很大的威胁。由于物流配送需要大量人手对货物重新按需要进行分拆、包装,理货区中操作人员,用电设备密集,工作时间内包装废料堆放混乱,货架高大密集,疏散困难。
二、大型物流仓库的消防安全对策
综上所述,大型物流仓库的火灾危险性显而易见,无论建设单位、设计单位还是公安消防部门都应引起高度的重视,共同研究保障仓库消防安全的对策。下面从建筑本体安全和消防设施设置两方进行阐述。
(一)明确总体规划和功能分区,提高建筑本体防火能力。物流仓库的消防安全平面布置、消防设施设置应充分考虑满足生产工艺要求,同时为防火、灭火救援提供有利条件。
一是明确物流规划,提高自防自救能力。物流配送中心的物流仓库、配电房、水泵房、生活配套建筑、停车场等应分别独立建造。物流仓库可采用单层或多层的钢筋混凝土结构或轻钢结构兴建。仓库耐火等级不得低于二级。当其储存物品为丙类及以下时,其每座建筑的最大允许占地面积可按《建筑设计防火规范》第3.3.2条中车站、码头、机场内的中转仓库执行。即“当建筑的耐火等级不低于二级时,每座仓库的最大允许建筑面积可按规定增加1.0倍”。仓库的两个长边应设置灭火救援场地,其宽度不得小于10m。
二是优化平面布置,保障人员疏散和灭火救援。物流仓库对货物进行动态储存,货物流通快,在库内平均停留时间约为36小时。分为货物储存区和理货区,所占面积比例约为60%和30%。其它部分约占10%。储存区和理货区之间设有输送带连接。两者相比,理货区货物密度较小,人员较多,火灾危险类似于厂房,储存区物密度较大,人员较少,火灾危险类似于中转仓库。首先,各不同功能区应分别相应集中布置。同一座仓库或其中同一个防火分区内,应尽量储存一种物品。货物储存区和理货区之间保持不小于6米的距离。根据物流配送工艺流程的特殊性,物流仓库上述各区域须在同一空间内在流水线上作业完成,其防火分区面积机械地按《建筑设计防火规范》中对厂房或仓库要求执行都会出现面积过大或不能满足使用要求的问题。这一问题可通过对具体项目进行火灾危险评估和性能化设计,通过对建筑内火灾荷载的计算,火灾蔓延情况预测等,分析扩大防火分区面积的可行性和相应对策。物流配送中心沿卸货口一侧的开间柱距设置要合理,既满足货架的合理布置,又能在开间中间留出足够宽度的通道,以供叉车日常作业和工作人员疏散使用。货架垂直于卸货口、在柱子间背靠背布置,中间留出2.50m宽的走火通道,使火灾发生时火苗和烟可以在通道中上升。货架纵向每30m左右须和柱子之间留出不小于1.4m的横向人员疏散走道。仓库每个防火分区应设置从室外直接进入的灭火救援入口(或室外楼梯)。其次,应尽量减少仓库和防火分区的进深,缩短货架的连续长度。当防火分区进深大于120m或货架连续长度大于90m时,除非是采用全自动立体仓储设备,可在仓库中部设置宽度不小于8m的室内防火分隔带,将仓库分隔成为两个进深较小的部分。同时也可通过一些联系两个防火分区的常闭式防火门,从相邻防火分区进行灭火救援,也有利于人员的安全疏散。
三是提高结构耐火能力,防止建筑坍塌。由于物流仓库火灾荷载大,而且发生火灾后灭火用水量大,所以必须提高结构耐火能力,防止建筑坍塌。单层仓库由于跨度大,普遍采用钢结构,对其钢构件应采取耐火保护,对承重钢柱应喷涂厚型涂料,耐火等级不应低于二级,以确保结构安全。而对于多层仓库,往往采用钢筋混凝土结构,应适当提高结构耐火等级,不应低于一级。此外,在物流设备穿越防火墙、楼板等薄弱环节,要结合物流设备设计,采取可靠分隔措施,防止火灾蔓延。
(二)消防设施先进可靠,提高初期火灾自防自救的能力。
一是消防供水可靠,防止事故成灾。建筑消防设施是建筑防火措施的重要组成部分,就物流仓库而言,因其空间高大等上述火灾危险性,其消防设施的设置方式与常见工业建筑相比有其自身特殊性,距离库区150m范围内的天然水源,应设置可靠的取水设施。自动喷水灭火系统一般采用临时高压系统。供水管网在湿式报警阀前应为环状。物流仓库的自动喷水灭火系统通常采用湿式系统。但通过对近年来湿式自动喷水灭火系统应用调查发现,有些物流仓库因物品堆放过高或操作不当,非火灾状态下人为造成喷头破裂误喷事件时有发生,如2007年5月,广州宝供物流南岗基地因铲车操作不当,发生误喷事件,造成价值700多万元人民币的货物水浸损失。因此,在不允许有水浸损失的物流仓库可以考虑设置干式系统或预作用系统保护。水量计算不变。
二是早期探测报警,及时控制火灾物流仓库确实存在探测困难、灵敏度不高的实际情况,设置空气采样烟雾报警系统等早期火灾报警系统是一种可探索的方法。该系统具有早期探测,及时联动,对环境适应性强等与其它探测系统不同的优势,是解决大型物流仓库报警不及时,探测灵敏度不高的良好选择。
三是自然排烟优先,设置可靠的排烟和排热设施。物流仓库应设置合理有效的排烟设施。物流仓库内既可设置机械排烟设施也可设置自然排烟设施。应尽量采用自然排烟设施。物流仓库因空间高大,一般不考虑设置防烟分区。作为自然排烟的窗口宜设置在房间的外墙上方或屋面上。除在外墙设置外窗外,可在屋面最高处增设气楼等排烟口。对于进深大于60m、高度大于9m的物流仓库,由于工作人员很少,远低于车间的人员密度,且大多数人员均在靠外墙的理货区或监控室内。发生火灾时,烟气难以降到距离地面2m以下。所以此类的物流仓库的排烟距离可以控制在40m以内为宜。自然排烟的口还可利用固定的高温易熔化采光带实现。由于物流工艺要求,大型物流仓库储存物品的数量介于厂房和仓库之间,火灾负荷比一般仓库低,而人员比一般仓库多,接近于厂房,所以其火灾危险和火灾荷载介于厂房和仓库之间。而且,随着物流仓库和工艺的发展,多层仓库也不断出现,仓库的建筑面积可能还会突破现有状况,国外已有单体建筑面积达到几十万平方米的仓库,我们必须深入研究其火灾危险特点,在物流规划设计、建筑防火、灭火救援、消防设施等方面应采取相应的措施,降低火灾发生的概率,保障人员安全,减少火灾的直接和间接损失。对于面积确实较大,其火灾发生和发展规律比较复杂的,合理利用性能化设计或者评估手段来帮助确定是否安全。
常州支队金坛大队