李國鑫

（上海市楊浦區(qū)消防救援支隊，上海 200438）

0 引言

冷庫是指用人工手段創(chuàng)造與室外溫度或濕度不同的環(huán)境，對食品、液體、化工、醫(yī)藥、疫苗、科學試驗等物品恒溫恒濕的貯藏設備。2015 年，在國家層面提出實施城鄉(xiāng)冷鏈物流基礎設施補短板的要求后，我國加快推進冷鏈基礎設施建設。2022 年，全國冷庫總量達到5686 萬噸[1]，新增庫容1027.5 萬噸，同比增長16.98%。在此背景下，冷庫及相關(guān)建筑火災高發(fā)、頻發(fā)。僅2018—2021 年4 年間，國內(nèi)有據(jù)可查的冷庫火災就有27 起，造成19 人死亡，另有3 名消防救援人員犧牲。國外同時期內(nèi)，2020 年3 月10 日，麥凱冷庫大樓發(fā)生火災；2021 年1 月14 日，美國得州圣安東尼奧北區(qū)倉庫火災影響甚大。冷庫建筑一旦發(fā)生火災，極易造成蔓延發(fā)展，難以有效內(nèi)攻滅火，甚至有爆炸的風險，如處置不當，輕則導致保溫設備受損，重則導致重大人員傷亡，亟須深入開展相關(guān)風險防控和滅火救援研究。

1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

1.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀

國家住房和城鄉(xiāng)建設部針對冷庫建筑于2021 年7 月30 日發(fā)布了《冷庫設計標準》[2]，自2021 年12 月1 日起開始實施，統(tǒng)一和規(guī)范了冷庫設計的技術(shù)要求，對冷庫制冷系統(tǒng)制定了相關(guān)標準，針對采用氨、鹵代烴及其混合物、二氧化碳為制冷劑的亞臨界蒸汽壓縮直接式制冷系統(tǒng)和采用二氧化碳、鹽水等間接式制冷系統(tǒng)作出了規(guī)定。在此前提下，我國滅火救援處置方面尚未形成專門研究成果，國家消防救援局編制的《滅火救援典型戰(zhàn)例匯編：2008—2017》[3]等專業(yè)指導書籍也未作出規(guī)范，針對性滅火技戰(zhàn)術(shù)措施有待進一步探究。

1.2 國外研究現(xiàn)狀

1999 年，美國伍斯特冷庫火災造成6 名消防救援人員死亡，對整個國家消防部門造成了沖擊。美國疾病預防及控制中心(Centers for Disease Control and Prevention,CDC)以伍斯特火災為例進行了詳細的研究和事后總結(jié)，為了避免再次發(fā)生類似的悲劇，針對冷庫的火災撲救提出了幾個硬性要求：（1）確?，F(xiàn)場指揮員對冷庫現(xiàn)場所有的危險物品、建筑構(gòu)件及建筑材料有充分的了解，在作出內(nèi)攻決定前制定翔實的預案。（2）確?，F(xiàn)場指戰(zhàn)員的通信系統(tǒng)能夠可靠地進行通信和指揮作戰(zhàn)，不發(fā)生信道擁塞。（3）設立一個獨立于現(xiàn)場指揮員之外的現(xiàn)場安全員。（4）在火災現(xiàn)場，建立應急突發(fā)事故處理小組，專職處理冷庫火災中發(fā)生的應急突發(fā)事故。

2 冷庫火災規(guī)律特點及實驗分析

冷庫結(jié)構(gòu)不同于一般建筑結(jié)構(gòu)，其承載變化大，隔熱、密封、強度要求高。冷庫結(jié)構(gòu)要求承受較大的溫度應力，其結(jié)構(gòu)連接會產(chǎn)生熱變形。因此，冷庫隔熱結(jié)構(gòu)必須是一個連續(xù)封閉的隔熱鏈，避免產(chǎn)生冷橋。其火災規(guī)律、特點分析如下。

2.1 冷庫的火災危險性分析

冷庫的火災危險性由冷庫的隔熱防潮材料、制冷劑及建筑特點共同決定。

2.1.1 冷庫的隔熱防潮材料火災危險性分析

冷庫在建筑施工和維修過程中，使用的材料除水泥、砂、石、鋼筋、磚、珍珠巖為非燃燒物品外，其余大量材料均為易燃、可燃物品。這些易燃、可燃材料的共同特點是燃點較低，遇明火或受熱后易引起燃燒。這些易燃、可燃物品主要用在冷庫中作防潮層和保溫隔熱層。

2.1.2 冷庫制冷劑的火災危險性分析

（1）氨制冷劑。氨是目前使用最為廣泛的一種中壓中溫制冷劑，多用于集中式制冷，一般用于大型的制冷系統(tǒng)以及萬噸以上體量冷庫。氨蒸氣無色，有強烈的刺激性臭味。在空氣中的濃度達到0.5%～0.6%時，人停留半小時就會中毒。氨與空氣混合的體積濃度在11%～14%時可以點燃，當空氣中混有氨的體積濃度達到15.5%～27%時，遇到明火即可引起爆炸。液氨等制冷劑泄漏后，與空氣達到一定體積混合比時，極易引起火災爆炸事故。另外，氨無色，具有強烈的刺激臭味，長期接觸后對低濃度的氨難以察覺，會通過吸入式危害人體。

（2）氟利昂制冷劑。氟利昂制冷劑目前主要應用于中小型制冷裝置、低溫裝置和其他具有特殊要求的裝置。它主要由氟、氯、氫等元素組成，其性質(zhì)隨著氟、氯、氫原子數(shù)的變化而變化，當氟利昂的氫原子減少時，其可燃性減少。其具有較好的熱力學性能，冷藏壓力較低，采用風冷或自然冷凝壓力約0.8 ～1.2KPa，屬中溫制冷劑，用于中、小型活塞式壓縮機，可獲得-70℃的低溫，而大型離心式壓縮機可獲得-80℃的低溫。

2.1.3 冷庫的其他不安全因素分析

（1）建設過程中的火災風險。如施工工序不當、電焊施工違規(guī)操作（特別使用聚氨酯材料作為保溫材料的冷庫），極易發(fā)生在建時火災。（2）使用階段中的火災風險。如線路老化、電器短路、避雷措施不當，引燃保溫材料。（3）拆除過程中的火災風險。如冷庫報廢后缺乏后期管理、廢棄保溫材料處理不當、拆除工程中作業(yè)不當?shù)?，引發(fā)火災。

2.2 冷庫火災的特點

（1）燃燒猛烈，易形成立體火災。大型建筑規(guī)模冷庫具有大跨度、大空間的特點，冷庫四壁貫通，有煙囪式的空心夾墻，通風條件好，保溫層中有瀝青、聚氨酯材料等導致冷庫火災縱橫方向的蔓延速度很快[4]。

（2）燃燒隱蔽，不易尋找著火點。冷庫保溫層起火，陰燃時間較長，陰燃火焰在夾層內(nèi)隱蔽向上或平行發(fā)展，外部不易發(fā)現(xiàn)，難以找到著火點位置實施進攻，且容易發(fā)生復燃的現(xiàn)象。

（3）煙霧大、溫度高，滅火行動不便。冷庫由于保溫需要，出入口較少，且往往設置二道門，庫門及樓梯間易被火焰封堵，內(nèi)部進攻困難，排煙緩慢，熱量難以散發(fā)，內(nèi)攻人員很難鞏固陣地。

（4）毒害氣體多，易造成人體損傷，有爆炸危險。一般冷庫起火，空氣不足，燃燒不充分，一氧化碳含量較高，聚氨酯材料燃燒后產(chǎn)生有毒氣體。若庫內(nèi)管道破裂，制冷劑泄漏，氨氣大量涌出，濃度達到15.5%～27%時，遇明火即發(fā)生爆炸。此外，氨氣對皮膚表面、眼睛、呼吸道、消化道等接觸部位有直接腐蝕作用，嚴重時會產(chǎn)生中毒性水腫、呼吸道黏膜壞死、窒息等現(xiàn)象。

（5）結(jié)構(gòu)耐火性差，易造成坍塌。近年來，大型冷庫多采用大型鋼結(jié)構(gòu)建筑。鋼材雖為不燃材料，但鋼溫度為500℃時，強度將降至一半；溫度達到600℃時，鋼材將喪失大部分的強度，而一般火場溫度高達800 ～1000℃。一旦發(fā)生火災，若不能及時發(fā)現(xiàn)和報警，極易發(fā)生內(nèi)部坍塌。

（6）滅火供水要求高，水源缺乏。大型冷庫考慮到資金投入和城市規(guī)劃的要求，多數(shù)建在市郊結(jié)合部，就算建在城區(qū)，滅火用水問題也很難有效保障。上海市楊浦區(qū)的4 個冷庫建筑單位，其中3 個臨近黃浦江沿岸，取水距離較遠且無專門取水點。

3 火災模擬實驗及滅火效能分析

為進一步研究掌握冷庫火災特點規(guī)律，檢驗現(xiàn)有滅火技戰(zhàn)術(shù)措施和裝備器材效能，在上海市楊浦區(qū)松潘路周家牌路段拆遷區(qū)域，改造搭建場地，分別開展了聚氨酯泡沫引燃實驗和排煙器材效能測試，并對實驗結(jié)果進行了梳理分析，得出以下結(jié)論。

（1）冷庫發(fā)生火災，建筑內(nèi)聚氨酯保溫材料燃燒速率快，蔓延迅速，對滅火展開時間要求高。（2）聚氨酯保溫材料受熱分解溫度低（初始分解溫度260℃，自燃溫度330℃），遇施工作業(yè)（焊渣溫度參考鐵的熔點1538℃）和其他火源，若操作不慎極易引起火災。（3）火場溫度和煙氣濃度隨火勢蔓延發(fā)展速率急速提升，對滅火內(nèi)攻阻礙極大。（4）聚氨酯材料燃燒產(chǎn)物檢測出CO、H2S（理論上還含有HCN），毒性較強（實驗出于安全考慮未進入濃煙區(qū)檢測）。（5）現(xiàn)有排煙裝備在有破拆排煙條件下排煙效果明顯，豎向排煙效果明顯優(yōu)于橫向排煙，主要取決于排煙裝備自身性能。

4 冷庫火災滅火救援處置規(guī)程建議

4.1 接警出動

立即啟動滅火救援預案的同時，調(diào)動公安、交警、醫(yī)療、水務、電力等社會聯(lián)動救災力量到場。加強第一出動力量，確保大功率水罐消防車、高噴車出動，正壓排煙機、登高破拆工具、遙控水炮等器材完備。

4.2 到達現(xiàn)場

車輛?？吭谏巷L或側(cè)上風方向，與爆炸、毒害危險區(qū)域保持安全距離；與單位人員對接聯(lián)系，首報消息及時，搭建簡易洗消陣地。

4.3 火情偵察

選派精干力量和單位技術(shù)人員成立偵察小組，充分利用消控室和固定消防設施，多途徑開展偵察。

4.4 水源保障

宜采用“天然水源（消防水池）＋市政”雙路供水方式，充分保障滅火行動期間的供水。

4.5 滅火行動

第一，分工協(xié)作，統(tǒng)一指揮。整合到場力量，成立物資疏散組、滅火組、攻堅組、破拆排煙組、安全警戒組、通信聯(lián)絡組，各組人員分工協(xié)作，統(tǒng)一調(diào)度指揮。第二，及時疏散，避免損失。利用冷庫出入口或者破拆口作為物資疏散口，疏散同時由水槍射水掩護進行物資疏散，到安全區(qū)域后安排專人負責看管[5]。第三，救人第一，確保安全。根據(jù)現(xiàn)場情況和被困人員生命體征情況，在保證消防救援人員自身安全的前提下，可以采取先救人后滅火的措施，也可以采取救人與滅火同時實施的措施。第四，區(qū)分對象，戰(zhàn)術(shù)合理。對于保溫材料火災而言，需采用“分隔堵截”的滅火措施。由于外部射水無法直接對著火點進行打擊，可以通過觀看墻壁顏色和觸摸墻壁溫度，大致確定燃燒位置，采取破拆阻隔蔓延方式滅火，破拆后利用破拆口向燃燒位置射水冷卻滅火，同時防止蔓延。對于冷庫內(nèi)部物品起火而言，需采用“強攻近戰(zhàn)”的滅火措施。充分利用冷庫內(nèi)固有防火分隔設施，保證火災控制在一個防火分區(qū)內(nèi)，利用冷庫出入口或破拆口作為滅火主陣地，每個陣地都要分為內(nèi)攻和掩護兩個小組，內(nèi)攻滅火前要對承重鋼結(jié)構(gòu)和貨架進行充分冷卻，防止發(fā)生坍塌，同時，要充分利用遙控水炮和消防坦克進行內(nèi)攻滅火，盡量避免人員直接進入危險區(qū)域[6]。第五，破拆排煙，兼顧重點。冷庫進出口少，既會成為滅火進攻口，又會成為煙氣排出口，嚴重影響進攻作戰(zhàn)，所以冷庫火災中如何有效排煙是重中之重。從測試情況看，采用“破拆＋正壓送風+負壓增強”排煙方式可以起到最好的效果。第六，安全管控，全程監(jiān)測。警戒組要劃分不同等級警戒區(qū)域，嚴格控制人員和車輛進入。安全員(助理)要時刻監(jiān)測氨氣濃度和承重結(jié)構(gòu)、貨架等穩(wěn)定狀態(tài)，提前預判風險。第七，保障通信，層級聯(lián)絡。通信保障組要確保滅火行動中各層級間通信聯(lián)絡暢通、不間斷，可以使用無線電通信、有線電通信、光通信、移動通信和簡易信號通信等多種方式[7]。

4.6 現(xiàn)場移交

滅火行動結(jié)束，要做好現(xiàn)場洗消。主管消防救援站與單位負責人核對相關(guān)情況，消防救援人員歸隊后要密切觀察身體狀況，出現(xiàn)身體不適要第一時間送醫(yī)。

4.7 注意事項

（1）參戰(zhàn)人員務必注意防護裝備的佩戴，未佩戴防護裝備人員嚴禁進入危險區(qū)域，避免吸入煙氣或氨氣中毒，安全員做好出入口管控，間隔聯(lián)絡提醒確認；（2）切斷電源，使制冷系統(tǒng)在火災撲救中停止工作，關(guān)閉閥門或?qū)Я髦评鋭?，避免連鎖災害和損失；（3）內(nèi)部偵察和內(nèi)攻人員都要攜帶導向繩、照明設備、通信設備編組進入，水槍掩護到位；（4）現(xiàn)場情況復雜、戰(zhàn)斗展開面較廣時，應分段設置安全員和緊急救援小組，與內(nèi)攻組保持聯(lián)絡，預估內(nèi)攻縱深位置；（5）處置氨氣泄漏時，要做好防毒、防凍措施；（6）精確破拆進攻口、排煙口，密切注意氨氣管道位置；（7）為避免引起轟燃，破拆時機要在火災初始階段或者火災衰減階段；（8）送風排煙時，要確認現(xiàn)場無氨氣泄漏；（9）冷庫內(nèi)部不易使用泡沫滅火劑，減少損失；（10）氨氣管道閥門因低溫無法關(guān)閉時，不得使用外力強制關(guān)閉，避免閥門損壞造成泄漏；（11）冷庫夾墻內(nèi)保溫層火勢被撲救后，要認真檢查確認，防止陰燃，做好火場監(jiān)護，防止復燃；（12）進行氨氣設備堵漏時，要聯(lián)合單位技術(shù)人員共同進行。

5 結(jié)語

火災環(huán)節(jié)處置建議可為冷庫火災滅火救援提供參考和借鑒，冷庫建筑和材料特性均可能導致火災，風險貫穿于冷庫建設、使用和拆除的整個生命周期，消防救援人員需要根據(jù)行業(yè)發(fā)展持續(xù)開展研究，以提升滅火救援能力。