谈大型配送中心物流仓库火灾自动报警系统设计

　　摘 要 结合工程实例对上海某综合型大型配送中心物流仓库建筑进行防火类别划分，深入的分析大空间物流仓库的火灾危险性和火灾发生到蔓延的特点并比较在如此环境下传统点型火灾探测器与空气采样烟雾探测报警系统差异。论述了大空间物流仓库火灾自动报警系统的火灾探测器的具体组成。

　　关键词 火灾自动报警系统 大型物流仓库的火灾危险性及火灾蔓延特点 火灾探测器 极早期预警 空气采样烟雾探测报警系统

　　Abstract: Combined with an engineering example of a comprehensive large-scale distribution centers logistics warehouse building fire category, in-depth analysis of the space logistics warehouse fire risk and fire to the spread of the characteristics of this environment and compare the traditional point type fire detectorsThe difference in air sampling smoke detection and alarm system. Discusses the specific components of the space logistics warehouse fire alarm system fire detectors.

　　Key Words: automatic fire alarm system; large logistics warehouse fire danger and fire spread characteristics; fire detectors; very early warning; air sampling smoke detection and alarm system

　　中图分类号： U260.4+23 文献标识码：A 文章编号：

　　1.引言

　　大空间库房建筑体型大，可燃物堆放集中，是火灾高危险区域。一旦发生火灾不能及时的发现和有效的扑救，不仅会造成巨大的经济损失更有甚者会造成人员的伤亡。因此，合理设计大空间库房的火灾自动报警系统是非常重要的。下面笔者结合上海某大型物流配送中心大空间库房火灾自动报警系统的设计实例，分析和探讨配送中心大空间库房内火灾自动报警系统的火灾探测器的合理选型。

　　该物流基地仓储项目工程基地总面积134 442平方米，物流中心总建筑面积为200,000平方米，项目建设主要包括建筑面积为187,945平方米常温商品及生鲜食品配送中心(其中常温商品配送中心面积为158,515平方米、生鲜商品配送中心面积为21,040平方米)是上海在建的迄今为止最大的单体物流库之一。与普通物流仓库不同，本项目是一个集商品存储、配送、检验检疫、食品加工及物流为一体的综合型物流项目。根据《建筑设计防火规范》3.1.3的相关规定本工程为丙类库房。

　　依照《火灾自动报警规范》(GB50016-98,以下简称《火规》)3.1.1条的规定，根据本物流中心的使用性质、火灾危险性、疏散和扑救难度，本工程火灾自动报警系统保护对象等级应为一级，采用集中报警系统，在物流中心辅助办公楼一层设置消防控制中心。

　　2.配送中心高架库房火灾危险性和火灾发生到蔓延的特点

　　2.1库房火灾危险性分析

　　² 可燃物质数量多，堆放高度集中。

　　² 普通仓库内存放大量的可燃物，且种类繁多如食品、日用百货、纺织化纤制品、纸张、橡胶制品、塑料制品、家用电器及各类日化用品等，既有可燃固体，亦有可燃液体及可燃粉尘，且大部分按商品类型存放，故各种类型的可燃物均为混合存放(例如食用油类和面粉，前者为可燃液体后者为可燃物粉尘)。

　　² 堆放的数量多，密度大，本工程一般采用堆垛存放、货架分层存放、托盘堆放等方式储存。

　　² 所有商品都配有外包装箱，而且多为易燃品，燃点低易着火。

　　2.2火灾发生到蔓延的特点：

　　² 货架列间距较近，着火点通过热能辐射极易阴燃相邻货架。

　　² 货架空间呈上下数米，前后3米，左右几十米排列，足以形成烟筒效果，能迅速将底部着火点热量拔高上升，形成上下火焰迅速蔓延。

　　3.空气采样烟雾探测报警系统与传统点型火灾探测器的比较

　　一般火灾的产生可分为四个阶段：①预燃阶段②可见烟雾燃烧阶段③火焰燃烧阶段④剧烈燃烧阶段(见右图)

　　空气采样烟雾探测系统能够根据火灾的不同阶段做到对火灾的有序相应，即在遮光率为0.004%obs/m～20%obs/m的烟雾浓度范围提供四级报警并可对应不同的响应级别，分别为“预警”，“行动”，“火警1”，“火警2”。其中，火灾处于预燃阶段时相对应的是“预警”(第一级报警)阶段用于召集本地工作人员调查异常状况;可见烟雾燃烧阶段相对应的是“行动”(第二级报警);火焰燃烧阶段相对应的是“火警1”(第三级报警);剧烈燃烧阶段相对应的是“火警2”(第四级报警)。

　　而传统探测器一般都在火灾发展到后三个阶段时才发出报警，而这三个阶段的时间都相对较短，约几秒钟到几分钟，根据上一章节所列举的货架燃烧的蔓延特性，传统探测器即使发现火警，火警现场也往往已经进入可见烟雾燃烧阶段并迅速蔓延，对火灾的发现和控制无法起到应有的作用。

　　所以通过比较早期火灾预警系统却能够通过在火灾初级阶段对烟雾粒子进行探测发现潜在的火情(前30～120分钟)出报警， 并提供极早期的预警，采取适当的措施，制止火灾的发生。

　　(以下为两种烟雾探测器的几项主要参数比较，如下图所示)

　　4.火灾自动报警系统的设计

　　4.1系统选型：

　　在火灾自动报警系统中，火灾探测器的选用和布置是系统设计的一项重要内容，要根据探测区域内可能发生的火灾的形成，发展特征，空间高度，环境条件以及可能引发误报的原因等综合因素来决定。本工程为三层单体仓库每层库房高度均为8米，每层面积约为60000平方米。常温库部分其每层高度均未超过12米原则上根据《火规》的相关规定可以采用点型感烟探测器进行防控，但由于本项目为大空间高架物品库房，普遍为3至4层货架，货物存放高度普遍达到5.5米，根据第3部分的比较表格可以看出传统点型感烟探测器灵敏度较低，探测方式被动，报警时可能已有明火产生，根据高架库房火灾的过火特性火灾在可见烟雾燃烧阶段会迅速通过货架向上层及周边蔓延，使火灾难以控制，造成较大的损失在所难免。生鲜库0~5摄氏度保鲜库及低温冷库部分根据《火规》的相关规定亦无法使用传统点型火灾探测器。

　　本项目在经过以上综合比较确定在库房的货架区域及堆场出货等区域及无法使用传统典型探测器的0~5摄氏度保鲜库区域设置空气采样烟雾探测系统，并根据《民用建筑电气防火设计规程》(DG/TJ08-2048-2008)第6.2.2和6.2.3条的规定将本工程的空气采样烟雾探测报警系统保护对象的级别定为C类其探测系统的灵敏度定为高级，并根据本条规范要求选择具有以下条件的空气采样探测器：

　　1. 使用采用激光技术的探测报警器。

　　2. 采用绝对烟雾浓度探测技术。

　　3. 每台烟雾探测报警器允许的采样孔数量不超过100个(实际设计中最多为56个)。

　　本项目烟雾探测报警系统主机设于办公楼一层消防控制中心内与配送中心各防火分区内的烟雾探测报警器组成独立的环形网络，同时各烟雾探测报警器与火灾自动报警系统所提供两个输入模块相连，系统框图详见(图1)，并通过这两个输入模块向火灾自动报警主机分别输出两级报警(预警，火警)及故障等信号联动火灾报警系统内的消防警铃，消防广播，防火卷帘等设备。但由于空气采样系统价格较为昂贵，故在考虑满足消防安全及低财产损失的前提下，在以上所述区域的出口过道及未放置货架和堆垛的死角区域，卸货区，传送线及生鲜库的5度以上区域仍然采用点型感烟探测器，这样既保证了火灾自动报警系统的可靠性，又相对的节约了成本。

　　另外配送中心除大空间库房及0~5度冷库部分以外其余功能用房(包括工具间，电池充电间，小型残次库，包材库等)采用点型感烟探测器，生鲜库食品加工区采用点型感温探测器,0度以下区域不考虑设置火灾监控探头。

　　4.2系统配置：

　　本项目一层~三层均为13个防火分区，其中一，三层均有10个防火分区为常温库区每个分区约为68.75m x 65.45m(长x宽)面积约为4500平方米。一~三层其余的三个分区约为45m x 87m(长x宽)面积约为4000平方米，一，二层为生鲜库，三层为常温库区。各层层高均为7.5米。根据以上建筑条件，并依据《民用建筑电气防火设计规程》的相关规定及图集《空气采样早期烟雾探测系统》(03X502第8，9页)的要求，接至每台探测器上的管道总长度不能超过200米，单管管道最长不应超过100米。且采样孔至墙壁、梁边的水平距离不应小于0.5米，且当梁大于600mm时，每个梁间区域至少设置一个空气采样点。

　　1.常温库各防火分区内的空气采样探测器均为挂墙明装，底边离地1.5米。并由探测器内引出两根或三根垂直采样管沿墙敷设至梁下，再水平分开，各采样管间距约为10米，引至防火分区的另一端，单根采样管长度约为60米。采用标准管道采样，采样管道为轻质PVC材料。而且由于常温库不设吊顶，每跨柱距内均有三道主梁，梁高均在800mm~1000mm,故在每一跨柱距内各梁间均按要求设置空气采样点，单个采样点的防护面积约为30平方米。梁与采样点位置详见(图2)。梁间采样孔的放置详见(图3)。根据以上两点常温库房每个防火分区均配置两套空气采样探测器。

　　常温库火灾自动感报警系统布置详见(图4)。

　　2.生鲜区内的保鲜库，由于保鲜库的温度通常控制在0°到+5° C之间，类似于家庭中的冰箱。为保持这一温度，保鲜库使用与冷库类似的冷冻设备，使通过该设备的空气温度低于冰点。结果使在气流直接吹到的地方的东西的温度低于冰点。冷冻设备不会持续工作，只有在接到温度控制器的指令时才会工作。

　　由于以上工作原理进入保鲜库的暖空气会上升并经过凝露点，因为温度下降时，水汽会凝结。如果没有来自冷冻设备的冷气流的影响，凝露会在暖气流中上升经过冷却的表面。如果这些表面低于冰点，凝露则会冻结在上面，这样如果冷冻设备正在除霜，采样管就会暴露在高湿度和凝露的空气中，并可能导致误报警。

　　所以在对保鲜库进行设计时首先考虑将采样管安装在远离冷冻设备的冷气流处，故在本次设计中空气采样管所确定的安装位置详见(图5)，其采样管道采用在低温下不易变脆的ABS工程塑料，并将空气采样探测器设于库外穿堂上，离地1.5米处挂墙明装，且引入探测器的采样管道需经过空气加热装置及滴水弯头使潮湿空气结露并通过滴水弯头处管道排出，使潮湿空气无法流入激光腔内，减少误报的几率。

　　结束语

　　随着各类超大型物流仓库将不断出现.对于面积确实较大、火灾发生和发展更加复杂的物流仓库，根据建筑实际情况和储存物品的火灾危险特性，研究确定可靠，经济，合理的火灾报警措施，可以最大限度地降低火灾发生的概率，保障人员安全，减少财产损失，使物流企业的消防安全防范做到更安全和可靠。

　　参考文献

　　[1]《火灾自动报警系统设计规范》.(GB50116- 98).

　　[2]《民用建筑电气防火设计规程》.(DGJ/TJ08-2048-2008).

　　[3]《空气采样早期烟雾探测系统》图集.( 03X502).

　　[4] 周银双 秦志宇 。谈高大开放式空间火灾自动报警系统设计 。《建筑电气》(2009.7)

　　[5] 李晓哲 。物流仓库消防安全对策研究 。《哈尔滨商业大学学报( 自然科学版)》 (2011.6)