轉載。
閆長嶺
縱觀歷史上的一些冷庫火災事故,基本上火災事故的機理都是保溫材料被引燃,然后發(fā)生劇烈燃燒,火焰速度較快,人員來不及逃生或者逃生通道被堵死,結果造成大量人員傷亡。那么在這里,我們就基于燃燒三要素的理念,當空氣(氧氣)無法阻止的情況下,只能重點分析另外兩個要素:第一,就是可燃物(保溫材料,制冷劑),第二,就是點火源(焊接火花,電氣短路等)。
我們先來分析第一個要素:可燃物。
在冷庫中,最不缺的就是可燃物,其主要的可燃物質分為三大類:保冷材料、貨物外包裝(紙殼)和制冷劑(液氨等)。
在目前的冷庫建設項目中,應用最為廣泛的保冷材料有聚苯乙烯泡沫塑料 (EPS)、擠塑聚苯乙烯泡沫塑料(XPS)及聚氨酯泡沫塑料(PU)。其各自的火災特性如下:
EPS:加熱后會發(fā)生熔融現(xiàn)象,在燃燒過程中會造成高溫煙氣局部聚熱現(xiàn)象,短時間內即可形成大面積整體性燃燒。當氧氣供應不足時材料基體表面會發(fā)生不完全燃燒,產生一氧化碳并分解出大量碳煙;XPS:受熱時會發(fā)生熱解變形,熔融滴落,伴有少量的煙。當溫度達到材料燃點時,溫度急劇上升并伴有明亮火焰和黑色濃煙;PU:熱穩(wěn)定性能不佳,遇到高溫熱源輻射時極易造成熱量積聚,遇高溫明火后燃燒較為迅速,且伴隨有劇毒氰化氫氣體產生;上述三種保冷材料,都有一個共同的特性,那就是一旦燃燒就會出現(xiàn)短時間內溫度急劇上升的現(xiàn)象,且同時會產生大量的有毒有害氣體和黑色煙霧。因為冷庫從結構和位置來講,一般是一個相對封閉的空間,空氣流通極為不暢。這種空氣流通不暢帶來的后果就是:新鮮空氣進不來,燃燒煙霧排不走。欠氧環(huán)境下不完全燃燒加劇,所以冷庫火災會產生很濃重的黑色煙霧,這些黑色煙霧會嚴重阻礙人員逃生的視線,這也是造成大量人員傷亡的原因之一。
既然上述材料燃燒后的事故后果如此嚴重,為什么在大量冷庫的工程案例中,還往往對于上述材料偏愛有加呢?我們先要從冷庫的功能設計說起。對于一個冷庫來說,最基本的功能就是要保持溫度的持續(xù)冷態(tài),所以整個庫房內的建筑結構、設備設施、管道等都需要進行持續(xù)的保冷,并且要極力避免保冷的不連續(xù)狀態(tài),更重要的一點就是,保冷材料必須是無污染性的材料,不能對冷庫內的食品蔬菜、海鮮、肉類等造成污染,這個是必須的。基于上述的冷庫功能要求,在冷庫保冷材料的選擇上,可供選擇的余地就極為狹小了,在《GB 50072-2021 冷庫設計標準》中,對于保冷材料的選擇,重點是從材料的熱傳導率來優(yōu)先篩選,那些導熱率極低的材料,像聚苯乙烯泡沫塑料 (EPS)、擠塑聚苯乙烯泡沫塑料(XPS)及聚氨酯泡沫塑料(PU)等都是這么被選中的。且上述材料基本對于食品和冷鏈海鮮肉類無污染,可以放心大膽地食用。
有的朋友可能會問了,根據相關標準規(guī)范,冷庫的保冷材料不是要求采用難燃材料嗎?為什么還要使用上述材料呢?這里的難燃不是不燃,只是在試驗環(huán)境下的燃燒綜合條件,要比易燃材料苛刻罷了。但并不意味著不燃,更不意味著其燃燒的火災風險低。其次,冷庫工程實際上用到的保冷材料,很難保證其質量,市場上更是充斥著假冒偽劣或者明令淘汰的材料,在利益的驅使下,依然源源不斷地出現(xiàn)在冷庫項目中。給冷庫后續(xù)的持續(xù)運行,帶來潛在的事故隱患。寫到這里,我再穿插重點說一下聚氨酯泡沫這個材料,因為它比較特殊。那么特殊在哪里呢?在冷庫保冷材料的施工環(huán)節(jié)中,有一些特殊部位和空間是采用發(fā)泡聚氨酯來填充的,并且發(fā)泡工藝都是現(xiàn)場直接發(fā)泡,在整個發(fā)泡過程中,聚氨酯由液態(tài)轉變?yōu)闅夤虘B(tài),最后穩(wěn)定為固態(tài)。在轉變過程中,會釋放大量的丙烷、丁烷等極易燃氣體,并且比重比空氣大,會沉積在地面等低洼處,一旦碰到火星,就會迅速燃燒。
在冷庫的可燃物中,除了上述的三大保冷材料之外,還有一些貨物的外包裝(紙殼等),當然還有核心介質:制冷劑。目前我們國家的制冷系統(tǒng)主要使用液氨作為制冷劑,液氨的危險性,大家都知道,我在這里也就不多說了。一旦火災伴隨著液氨泄漏,那才是五毒俱全。由于本次事故是在建冷庫的保溫材料著火,所以本篇文章不做擴大分析,對制冷劑和其他易燃物一筆帶過。
好了,我們分析完了第一個要素:可燃物(保冷材料),接著分析第二個要素:點火源。對于一個施工中的冷庫而言,點火源是不缺的。管道的切割、焊接,鋼結構預制打磨、塑料管道的熱熔焊接,電氣線路短路等等,都會造成潛在火災事故的火源。冷庫項目的建設工地,沒有那么多的5S,6S。只有兩個S,這也不是,那也不是!到處亂堆亂放,雜亂無章,生拉亂扯,習以為常!剪不斷理還亂的不是離愁,是電線。至于保冷材料更是見縫插針,堆垛堆的那叫一個高,梯子有多高,它就可以堆多高。關鍵還不是單獨隔離存放,都是堆放在冷庫的施工現(xiàn)場。為什么呢?因為冷庫項目的保冷施工都是包工包料的,一般干保冷的和現(xiàn)場焊接的都是兩伙人,各干各的。所以為了趕進度,干保冷的都會提前把材料先拉到現(xiàn)場,有的甚至前邊焊著,后邊干著。如此這樣,不發(fā)生事故才是奇跡。所以對于一個在建的冷庫項目來說,火災三要素俱全,但并不是說,只要火災三要素全具備了,就一定會發(fā)生火災。如果此說法成立,那我們在家里抽煙、做飯,豈不是風險更大。所以火災三要素俱全,并不可怕,只要我們做好隔離就行,不讓他們接觸。這里最容易發(fā)生火花接觸的,就是焊接和切割作業(yè),因為其火花會飄散移動,如同風中的蒲公英,飄到哪火花就在哪。如果恰好飄到了保冷材料上,那就星星之火可以燎原。除了焊接及切割作業(yè)產生的火花之外,還有一個容易被忽視的電氣線路短路造成的火花。如果冷庫是一個新建的單體建筑,那么在電氣線路的選擇上,應當采用耐低溫的電纜電線,具有良好的低溫導電性和延展性。如果冷庫是一個由其他建筑改造的冷庫,那么就需要特別警惕電氣短路了,因為此前的建筑設計,很可能選用的電線電纜是常溫電纜,一旦應用到了低溫環(huán)境,熱脹冷縮,電纜會發(fā)生接頭松動或脆性斷開現(xiàn)象,造成短路。所以在冷庫改造項目中,需要復核電氣線路的適用性。
綜上所述,對于一個在建中的冷庫來說,其火災事故的主要原因就是作業(yè)過程中產生的火源接觸并點燃了現(xiàn)場的可燃物,這些可燃物包括保冷材料、包裝材料還有制冷劑等。那么該如何防范冷庫的火災呢?我在這里,總結了一下8個要點,供大家參考:(1)項目的設計階段,選址一定要合適,改造項目必須充分論證,位置盡量獨立,空曠,通風良好,具備充裕的逃生通道;
(2)保冷材料的選擇,務必選擇阻燃性能優(yōu)良的優(yōu)質材料,品牌和質量有保障,盡可能購買模塊化的材料,減少現(xiàn)場發(fā)泡作業(yè);
(3)施工順序的選擇上,待全部的動火作業(yè)和熱作業(yè)都結束后,再開始保冷材料進入現(xiàn)場,有效隔離保冷材料和火源的接觸;當保冷作業(yè)期間確需動火作業(yè)時,必須對保冷材料用不燃材料360度無死角覆蓋;
(4)電氣線路在穿過保冷材料時,必須采用穿線管等保護措施,電氣線路不得有破損,龜裂,脫皮,金屬裸露等缺陷;
(5)施工作業(yè)期間,現(xiàn)場必須配備足夠的滅火器材和設施,并安排專門監(jiān)護人進行現(xiàn)場監(jiān)護作業(yè);
(6)冷庫內必須安裝火災探測器,至于采用感溫型或者感煙型根據現(xiàn)場實際進行選擇;
(7)人員逃生通道確保暢通,并設置明確的指示標牌,逃生通道要確保100%全程照明;
(8)當施工現(xiàn)場需要采用噴涂或發(fā)泡等工序時,現(xiàn)場務必配置通風設備,且需滿足足夠的換氣量。
寫作參考:
《GB 50072-2021 冷庫設計標準》
《GB 28009-2011 冷庫安全規(guī)程》
《GB/T 30134-2013 冷庫管理規(guī)范》
《GB 51440-2021 冷庫施工及驗收標準》
《GB 50264-2013 工業(yè)設備及管道絕熱工程設計規(guī)范》
《GB 8624-2012 建筑材料及制品燃燒性能分級》