摘要：隨著倉儲行業(yè)的迅速發(fā)展，其建筑規(guī)模不斷擴大，倉儲物流場所的火災(zāi)安全問題也逐漸受到更多的重視?；馂?zāi)荷載空間布局作為影響倉儲物流場所火災(zāi)發(fā)展的重要因素之一，對其進行深入研究對防治倉儲物流火災(zāi)具有重要的現(xiàn)實指導(dǎo)作用?，F(xiàn)著重探討火災(zāi)荷載空間布局對倉儲物流場所火災(zāi)發(fā)展的影響，以期為優(yōu)化倉儲物流場所的防火設(shè)計、降低火災(zāi)風險提供參考。

關(guān)鍵詞：倉儲物流場所；火災(zāi)荷載空間布局；火災(zāi)發(fā)展；防火設(shè)計

中圖分類號：D631.6 文獻標識碼：A 文章編號：2096-1227（2024）08-0098-03

倉儲物流場所作為物資存儲與流通的關(guān)鍵節(jié)點，其消防安全意義重大。近年來，此類場所火災(zāi)事故呈多發(fā)態(tài)勢，根據(jù)2023年1月—10月全國火災(zāi)形勢報告，全國在2023年1月—10月期間共發(fā)生廠房、倉儲場所火災(zāi)1.9萬起，其中較大以上火災(zāi)9起，造成34人死亡，分別占較大以上火災(zāi)總數(shù)的15.3%和13.5%[1]。與此同時，國內(nèi)外研究者借助大量模擬實驗，深度探究了火災(zāi)荷載分布規(guī)律及其對火災(zāi)蔓延的作用機制，重點剖析了不同類型倉儲物流場所的火災(zāi)特性以及火災(zāi)荷載空間布局的優(yōu)化策略。但目前的研究仍然存在一些缺陷，例如對特定類型倉儲物流場所的鉆研不夠精細，部分研究成果在實際運用中的可操作性尚待增強等。而火災(zāi)荷載空間布局作為影響火災(zāi)發(fā)展的關(guān)鍵要素，其分布、密度等空間特征與火災(zāi)的發(fā)生、蔓延速度及危害程度直接相關(guān)。合理的布局能有效把控火災(zāi)發(fā)展，降低損失；反之，不合理的布局則可能引起火災(zāi)迅猛蔓延，造成更大的危害。故而，深入探究該影響，對提升倉儲物流場所消防安全水平、保障人員生命和財產(chǎn)安全具有重大現(xiàn)實意義。

1 火災(zāi)荷載空間布局概述

1.1 火災(zāi)荷載的定義與分類

在消防工程學(xué)和火災(zāi)科學(xué)領(lǐng)域，火災(zāi)荷載被精確地定義為一個特定空間內(nèi)所有可燃物質(zhì)在完全燃燒的情況下所釋放的總熱量，它是評估火災(zāi)潛在危險程度和火災(zāi)規(guī)模的關(guān)鍵量化指標，是研究火災(zāi)全面發(fā)展階段性能的基本要素[2]。其可從多角度進行分類：

從可燃物的化學(xué)性質(zhì)和物理形態(tài)角度出發(fā)，火災(zāi)荷載可分為：①固體火災(zāi)荷載。主要涵蓋木材、紙張、紡織品、塑料以及各類固體合成材料等。這些固體可燃物通常具有相對較高的燃燒熱值，但其燃燒過程往往較為緩慢，需要一定的時間和熱量積累才能達到充分燃燒的狀態(tài)。②液體火災(zāi)荷載。包括汽油、柴油、酒精、各種有機溶劑等具有流動性和揮發(fā)性的液體物質(zhì)。液體可燃物的特點在于其容易揮發(fā)形成可燃蒸氣，一旦遇到火源，燃燒迅速且劇烈，火勢蔓延速度極快。③氣體火災(zāi)荷載。常見的有天然氣、液化石油氣、氫氣等。氣體可燃物的燃燒速度最快，且一旦點燃，極易引發(fā)爆炸，造成極其嚴重的破壞和危害。

從可燃物在不同場景中的用途和存在形式來區(qū)分，火災(zāi)荷載又可細分為：①建筑火災(zāi)荷載。涵蓋建筑物的結(jié)構(gòu)材料，如木質(zhì)或鋼結(jié)構(gòu)；內(nèi)部的裝飾材料，像壁紙、地毯；以及家具、電器等生活用品。②工業(yè)火災(zāi)荷載。包含工業(yè)生產(chǎn)過程中的原材料、半成品、成品，以及各類生產(chǎn)設(shè)備和管道中可能存在的可燃物質(zhì)。③倉儲火災(zāi)荷載。指在倉庫中儲存的各類貨物，包括但不限于食品、藥品、化工原料、電子產(chǎn)品等。

此外，根據(jù)可燃物在空間中的分布均勻程度，火災(zāi)荷載還可被劃分為均勻分布火災(zāi)荷載和非均勻分布火災(zāi)荷載。均勻分布的火災(zāi)荷載在燃燒時火勢相對穩(wěn)定且易于預(yù)測；而非均勻分布的火災(zāi)荷載，由于可燃物的集中或分散程度不同，可能導(dǎo)致局部火勢異常猛烈，從而增加了火災(zāi)撲救和控制的難度。

1.2 火災(zāi)荷載空間布局的原則

火災(zāi)荷載的空間布局即可燃物在特定空間內(nèi)的分布方式和位置關(guān)系，其基本原理涉及多方面。從熱傳遞角度看，應(yīng)避免形成連續(xù)熱傳導(dǎo)通道，如分散易燃物品，減少相鄰可燃物間熱量快速傳遞，延緩火災(zāi)蔓延速度。從通風條件來看，良好的通風可以帶走燃燒熱量和煙霧，降低火災(zāi)強度，因此在布局時要考慮通風口位置，避免火災(zāi)荷載集中于通風不良區(qū)域。此外還要根據(jù)火災(zāi)發(fā)展階段和特點布局，使火災(zāi)初期易燃物與火源保持安全距離，在火災(zāi)可能蔓延的路徑上盡量減少火災(zāi)荷載數(shù)量和密度，從而爭取更多預(yù)警和撲救時間。由于在建筑物發(fā)生火災(zāi)時，火災(zāi)荷載直接決定著火災(zāi)持續(xù)時間和室內(nèi)溫度的變化情況。因而，在進行建筑結(jié)構(gòu)防火設(shè)計時，很有必要了解火災(zāi)荷載空間布局的概念，同時還需考慮建筑物結(jié)構(gòu)和防火分隔設(shè)施設(shè)置是否合理，合理確定火災(zāi)荷載數(shù)值，火災(zāi)荷載應(yīng)避開防火墻、防火門等防火分隔部位，這樣可以防止火災(zāi)突破防火分區(qū)，進一步擴大受災(zāi)范圍。

2 倉儲物流場所特征及火災(zāi)發(fā)展特性

2.1 倉儲物流場所特征

倉儲物流場所是一個集存儲、裝卸、搬運和配送貨物于一體的綜合區(qū)域，其特征鮮明，內(nèi)部人員流量大，可燃物品多[3]，發(fā)生火災(zāi)的風險頗高。由于其空間大、貨物存儲量與種類繁多，一旦起火，豐富的燃燒物質(zhì)會導(dǎo)致火勢迅速蔓延，同時釋放大量熱能與有毒氣體，引起嚴重后果?，F(xiàn)實中，貨物堆放和布局的方式由于缺乏有效監(jiān)管，導(dǎo)致其規(guī)范性、合理性有所欠缺，當貨物堆積過高過密時，會導(dǎo)致通風不暢，不利熱量散發(fā)與滅火救援。另外場所內(nèi)物流活動頻繁，人員和車輛流動量龐大，人員的大量活動不僅會增加火災(zāi)發(fā)生的概率，在火災(zāi)發(fā)生時還容易造成人員恐慌和疏散困難的問題[4]。

2.2 倉儲物流場所火災(zāi)發(fā)展特性

2.2.1 火災(zāi)起因

在倉儲物流場所中，火災(zāi)的起因是多方面的。其中電氣引起的火災(zāi)危害尤為嚴重，具體由低壓線路發(fā)生短路、接觸不良以及漏電等常見電氣故障引發(fā)為多[5]；同時，當電氣設(shè)備過載運行時，會出現(xiàn)線路發(fā)熱的故障，從而使溫度升高最終引發(fā)火災(zāi)。人為活動也是引發(fā)火災(zāi)的常見原因，例如在禁煙區(qū)域吸煙、隨意丟棄未熄滅的煙頭等行為都可能引發(fā)火災(zāi)。此外，貨物本身具有的物理和化學(xué)性質(zhì)也可能引起火災(zāi)的發(fā)生，比如一些危險化學(xué)品在長期存放過程中由于存儲方式不當可能會發(fā)生自燃現(xiàn)象。

2.2.2 初期發(fā)展

當火災(zāi)在初期發(fā)展階段時，雖然規(guī)模較小，但是燃燒速度和溫度卻在迅速上升。此時，火災(zāi)的能量主要集中在起火點附近，熱量通過傳導(dǎo)、對流和輻射等方式向周圍傳播，如果這時起火點附近存在大量易燃的包裝材料或貨物，火勢會在短時間內(nèi)迅速擴大。在這個階段，煙霧開始產(chǎn)生，由于初期燃燒不完全，煙霧中可能含有大量的一氧化碳等有毒氣體?；馂?zāi)初期發(fā)展階段的正確及時處理對于控制火情、降低受災(zāi)損失至關(guān)重要。

2.2.3 蔓延擴展

火災(zāi)的蔓延與擴展是一個復(fù)雜的機制，受多種因素的綜合影響。其中，熱傳遞起著關(guān)鍵的作用，在燃燒時產(chǎn)生的高溫通過熱傳導(dǎo)會使周圍環(huán)境溫度不斷升高，當溫度達到周圍物體燃點時，物體就會被引燃，火災(zāi)范圍因此而不斷擴大。熱對流對火災(zāi)的影響則是通過熱空氣的上升和冷空氣的補充，形成氣流循環(huán)，從而將火焰和熱量迅速傳播到更遠的地方。熱輻射能夠在不接觸的情況下使遠處的物體受熱，這一特性在大空間的倉儲物流場所中尤為明顯。通風條件對火災(zāi)的蔓延和擴展也具有重要影響。在良好的通風條件下，燃燒具備充足的氧氣，從而使火勢更加猛烈，而且，風的作用會加快火焰和熱氣流的傳播速度，導(dǎo)致火災(zāi)迅速蔓延。貨物的不合理的堆放和布局方式，例如貨物堆積過高過密、通道狹窄等情況，會為火災(zāi)的蔓延提供連續(xù)的燃料，形成暢通的“燃燒通道”，使得火勢能夠快速延伸。

2.2.4 火災(zāi)過程中關(guān)鍵參數(shù)的變化

在火災(zāi)發(fā)展的整個過程中，一些關(guān)鍵參數(shù)會發(fā)生顯著變化。溫度是其中最直觀的參數(shù)之一，隨著火災(zāi)燃燒不斷加劇，溫度也會不斷升高，高溫不僅會加劇燃燒的強度，還會使建筑物的結(jié)構(gòu)受損，導(dǎo)致鋼梁彎曲、混凝土剝落等，從而最終造成建筑物的坍塌。煙霧濃度也是一個重要的參數(shù)，在火災(zāi)中產(chǎn)生的煙霧含有大量固體顆粒和有害氣體，隨著火勢的發(fā)展，煙霧濃度不斷升高導(dǎo)致可見度不斷降低，會在一定程度上阻礙被困人員的疏散和消防人員的救援行動，而且其中的有毒成分例如一氧化碳、氰化物等，吸入過多會對人體造成致命的傷害，因此，煙霧也被稱為火災(zāi)的第一殺手?；馂?zāi)發(fā)展的同時，氧氣的濃度也會發(fā)生變化，其濃度在火災(zāi)過程中會逐漸降低，原因是燃燒會消耗大量的氧氣；反過來，氧氣濃度的降低也會影響燃燒的充分性，從而遏制火災(zāi)的發(fā)展態(tài)勢。此外，壓力的變化也不容忽視，特別是在封閉的建筑物空間內(nèi)，火災(zāi)產(chǎn)生的高溫會引起氣體膨脹，從而使壓力升高，當壓力超過建筑物的承受極限，將會引發(fā)爆炸等嚴重后果。

3 火災(zāi)荷載空間布局對火災(zāi)發(fā)展的影響分析

3.1 不同火災(zāi)荷載布局的模擬與分析

構(gòu)建不同火災(zāi)荷載布局環(huán)境研究其對倉儲物流場所火勢發(fā)展的影響，具體包括集中式布局、分散式布局以及混合式布局。在集中式布局中，大量可燃物聚集在特定范圍內(nèi)，一旦發(fā)生火災(zāi)，火勢可能迅速增強，釋放大量熱量并形成高溫環(huán)境。分散式布局將可燃物均勻鋪設(shè)在整個空間中，使火源發(fā)展緩慢且熱量和火焰的傳播范圍受限?；旌鲜讲季謩t在一些區(qū)域密集擺放可燃材料，而其他地方則稀疏布置；使各部分的爆發(fā)呈現(xiàn)依位置而異的態(tài)勢，并表現(xiàn)出復(fù)雜多變的情形。以上模擬分析可以詳細記錄和評估每個場景下從初始階段到遞增期再到擴展過程的完整火災(zāi)路徑圖，為后續(xù)詳盡數(shù)據(jù)庫提供強有力數(shù)據(jù)支持。

3.2 火災(zāi)荷載密度與火災(zāi)發(fā)展的關(guān)系

火災(zāi)荷載密度是衡量單位面積內(nèi)可燃物含量的重要指標，其與火災(zāi)發(fā)展緊密相關(guān)。當火災(zāi)荷載密度較低時，單位面積內(nèi)的可燃物較少，火災(zāi)起始階段的熱釋放速率相對較低，火勢發(fā)展較為緩慢，容易控制和撲滅。而隨著火災(zāi)荷載密度的增加，單位面積內(nèi)的可燃物逐漸增多，燃燒產(chǎn)生的熱量大幅增加，從而導(dǎo)致火勢迅速蔓延和擴大。在高密度火災(zāi)荷載區(qū)域，一旦發(fā)生火災(zāi)，往往會形成高溫、高能量的燃燒環(huán)境，不僅會對周圍的貨物和設(shè)施造成嚴重破壞，還會產(chǎn)生大量的有毒煙霧和熱氣，增加救援的難度和危險。例如，在堆滿易燃貨物的密集存儲區(qū)，火災(zāi)可能在短時間內(nèi)失控，造成巨大的損失。

3.3 火災(zāi)荷載空間布局對火勢蔓延的影響

火災(zāi)荷載的分布直接影響火勢蔓延方向與速度。若可燃物集中于某區(qū)或方向，火勢易朝此快速擴散，并形成連續(xù)燃燒帶；如果可燃物彼此隔開較遠距離，那么火勢的路徑將呈彎曲狀，發(fā)展速度將會減慢。另外倉儲物流場所設(shè)的通道及隔離區(qū)域的位置與火災(zāi)荷載的分布息息相關(guān)，合理的布局能阻斷火災(zāi)在各區(qū)域間的傳播，為救援被困人員以及控制火情贏得寶貴的時間。把易燃貨物與不易燃貨物分存，可以有效限制火災(zāi)在大范圍空間內(nèi)的蔓延。建筑結(jié)構(gòu)以及防火隔離設(shè)施配置也會受到火災(zāi)荷載分布范圍的影響，在不合理的位置配置下，當局部壓力超過承受的極限時，可能會導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)變形以及防火隔離設(shè)施能力失效，從而引發(fā)火災(zāi)失控等嚴重后果。故而優(yōu)化火災(zāi)荷載分布的位置從長遠來看對降低火災(zāi)總體風險以及有效控制火災(zāi)火情起到了至關(guān)重要的作用。

4 結(jié)束語

火災(zāi)荷載空間布局是倉儲物流場所火災(zāi)防控工作的重要組成部分。只有充分認識到其對火災(zāi)發(fā)展的影響，并采取有效措施加以優(yōu)化與調(diào)整，才能最大限度地降低火災(zāi)風險，保障人員和財產(chǎn)的安全。未來需更具針對性地研究復(fù)雜場所類型的需求，促進理論轉(zhuǎn)化為實踐成果，制定出更為科學(xué)合理的消防安全制度；促進多學(xué)科合作從而推動技術(shù)不斷創(chuàng)新發(fā)展，通過借助先進技術(shù)實現(xiàn)實時監(jiān)測和精準評估；落實消防安全責任機制，積極開展消防安全備戰(zhàn)工作[6]。多管齊下，從而最終實現(xiàn)倉儲物流場所的安全運營以及促進行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

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