衛(wèi)海東，王昊，黃雷

（中國(guó)建筑科學(xué)研究院有限公司建筑設(shè)計(jì)院，北京 100013）

1 引言

安全生產(chǎn)是工業(yè)企業(yè)的重中之重。近年來(lái)，隨我國(guó)對(duì)外開(kāi)放政策的實(shí)施，一批具有國(guó)際影響力的制造企業(yè)來(lái)華辦廠，隨之而來(lái)的還有境外保險(xiǎn)公司的安全標(biāo)準(zhǔn)[1]，這給工業(yè)廠區(qū)的建設(shè)提出了新的要求。部分涉外企業(yè)工程想要利用既有廠房[2]，在這種情況下則需要根據(jù)實(shí)際情況做細(xì)致研究，發(fā)掘既有廠房的潛力，協(xié)調(diào)生產(chǎn)部門的需求，采取必要的工程技術(shù)措施使得既有廠房滿足外資承保企業(yè)的消防安全標(biāo)準(zhǔn)。本文介紹北京市某工業(yè)廠區(qū)消防評(píng)估改造案例，為類似工程項(xiàng)目提供參考。

2 工程概況

某工廠為外資企業(yè)，由境外保險(xiǎn)公司承保，廠區(qū)占地面積約14 650 m2。廠區(qū)內(nèi)主要建筑有動(dòng)力站、門衛(wèi)室、兩座綜合廠房（一期綜合廠房和二期綜合廠房）。兩座綜合廠房規(guī)模相當(dāng)，局部地上3層（車間部分為2層）、地下1層，建筑高度14.4 m，建筑耐火等級(jí)為二級(jí)。2017年，保險(xiǎn)公司對(duì)該企業(yè)提出了針對(duì)綜合廠房?jī)?nèi)兩個(gè)房間的安全評(píng)估整改要求。本次改造工作依據(jù)我國(guó)消防規(guī)范并兼顧保險(xiǎn)公司所依據(jù)的美國(guó)NFPA標(biāo)準(zhǔn)，重點(diǎn)就兩個(gè)問(wèn)題開(kāi)展調(diào)查、研究，并給出改造方案：第一，就儲(chǔ)放貨品庫(kù)房的火災(zāi)危險(xiǎn)性與保險(xiǎn)公司取得認(rèn)可；第二，提出廠房構(gòu)造、貨架形式、消防噴淋系統(tǒng)整改建議。

3 火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)分析

該工廠生產(chǎn)、流轉(zhuǎn)的產(chǎn)品以精密儀器為主，如編碼器、測(cè)量?jī)x器、控制器、控制線纜等。以下分別根據(jù)我國(guó)規(guī)范和保險(xiǎn)公司依據(jù)的境外標(biāo)準(zhǔn)討論改造場(chǎng)所的火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)。

3.1 一期廠房A房間

位于一期廠房?jī)?nèi)的A房間用于儲(chǔ)存待發(fā)出的成品，由企業(yè)提供的該倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)放貨品、貨品特性和比例如表1所示。

表1 某A房間貨品匯總

A房間內(nèi)儲(chǔ)放的線纜均為袋裝，采用有機(jī)聚合物（PP或PVC）塑料袋，線纜采用有機(jī)聚合物（PVC或PE）外皮。根據(jù)我國(guó)GB 50016—2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(2018年版)[3]（以下簡(jiǎn)稱《防火規(guī)范》）第3.1.3條，該貨品屬于火災(zāi)危險(xiǎn)性丙類，為可燃固體。根據(jù)我國(guó)GB 50084—2017《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》[4]（以下簡(jiǎn)稱《滅火規(guī)范》）第3.0.2條，電纜儲(chǔ)放倉(cāng)庫(kù)屬于火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)之倉(cāng)庫(kù)危險(xiǎn)級(jí)II級(jí)場(chǎng)所。

編碼器零件為盒裝，瓦楞紙外包裝盒內(nèi)襯海綿（聚氨酯）填充。根據(jù)《防火規(guī)范》第3.1.3條，該貨品由于采用了可燃固體包裝，但當(dāng)包裝質(zhì)量占比不超過(guò)25%時(shí)，仍屬于火災(zāi)危險(xiǎn)性戊類。按《滅火規(guī)范》第3.0.2條，其儲(chǔ)放倉(cāng)庫(kù)屬于倉(cāng)庫(kù)危險(xiǎn)級(jí)I級(jí)場(chǎng)所，但海綿包裝體積過(guò)大時(shí)，可視為箱裝A組塑料，屬于倉(cāng)庫(kù)危險(xiǎn)級(jí)III級(jí)場(chǎng)所。

金屬外殼產(chǎn)品，根據(jù)《防火規(guī)范》第3.1.3條，該貨品屬于火災(zāi)危險(xiǎn)性戊類。

紙箱包裝材料，根據(jù)《防火規(guī)范》第3.1.3條，該貨品屬于火災(zāi)危險(xiǎn)性丙類。根據(jù)《滅火規(guī)范》第3.0.2條，紙品儲(chǔ)放倉(cāng)庫(kù)屬于倉(cāng)庫(kù)危險(xiǎn)級(jí)II級(jí)場(chǎng)所。

其他貨品主要為維修備件，為紙盒裝金屬制品，部分紙盒內(nèi)有發(fā)泡塑料。根據(jù)《防火規(guī)范》第3.1.3條，該貨品屬于火災(zāi)危險(xiǎn)性戊類。根據(jù)《滅火規(guī)范》第3.0.2條，其儲(chǔ)放倉(cāng)庫(kù)屬于倉(cāng)庫(kù)危險(xiǎn)級(jí)I級(jí)場(chǎng)所。

綜上，A房間儲(chǔ)存區(qū)的貨品，根據(jù)我國(guó)《防火規(guī)范》，屬于丙類場(chǎng)所；根據(jù)《滅火規(guī)范》所約束的火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)場(chǎng)所中，跨越了自“倉(cāng)庫(kù)危險(xiǎn)I級(jí)”至“倉(cāng)庫(kù)危險(xiǎn)III級(jí)（A組塑料）”多個(gè)范圍，但A組塑料制品只占比較小的比例，故可按照“倉(cāng)庫(kù)危險(xiǎn)級(jí)I級(jí)、II級(jí)場(chǎng)所中混雜儲(chǔ)存?zhèn)}庫(kù)危險(xiǎn)級(jí)III級(jí)場(chǎng)所物品”設(shè)計(jì)噴淋系統(tǒng)保護(hù)。

根據(jù)NFPA 13[5]Standard for the Installation of Sprinkler Systems（2016 Edition）第5.6.3.3條，當(dāng)儲(chǔ)放物品主要為木制品、紙制品、C組塑料，且A組塑料物品體積百分?jǐn)?shù)在5%之內(nèi)時(shí)，可以視為III類倉(cāng)庫(kù)（Class III）；同時(shí)依據(jù)第13.2.1條、第14.2.3.1條，采用雙排貨架（back to back shelf），且儲(chǔ)物高度不大于3.7 m時(shí)，噴淋系統(tǒng)執(zhí)行中危險(xiǎn)2級(jí)（OH2）曲線設(shè)計(jì)。

可見(jiàn)，境外標(biāo)準(zhǔn)的要求相對(duì)于國(guó)內(nèi)規(guī)范，在細(xì)節(jié)上的規(guī)定更為具體和明確，與境外標(biāo)準(zhǔn)相比，我國(guó)《滅火規(guī)范》未明確規(guī)定混合材料貨物，特別是采用了塑料類包裝貨物的火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)。

3.2 二期廠房B車間

位于二期廠房?jī)?nèi)的B車間為控制線纜生產(chǎn)車間，車間內(nèi)有一倉(cāng)庫(kù)用于儲(chǔ)放生產(chǎn)原材料，包含3類物品：線纜、控制線接頭、控制線固定卡條。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，該倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)放貨品、貨品特性和比例如表2所示。

表2 某B車間貨品匯總

B車間內(nèi)儲(chǔ)放的線纜原料均為盤裝，滾盤外側(cè)有瓦楞紙包裹，線纜采用有機(jī)聚合物（PVC或PE）外皮。根據(jù)《防火規(guī)范》第3.1.3條，該貨品屬于火災(zāi)危險(xiǎn)性丙類，為可燃固體。根據(jù)《滅火規(guī)范》第3.0.2條，電纜儲(chǔ)放倉(cāng)庫(kù)屬于火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)之倉(cāng)庫(kù)危險(xiǎn)級(jí)II級(jí)場(chǎng)所。

塑殼采用紙盒包裝，紙盒內(nèi)有塑料袋封裝，接頭采用有機(jī)聚合物（PBT，聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯）塑料制成，是一種熱塑性塑料。根據(jù)《防火規(guī)范》第3.1.3條，該貨品屬于火災(zāi)危險(xiǎn)性丙類，為可燃固體。根據(jù)《滅火規(guī)范》第3.0.2條，PBT屬于A組塑料，其儲(chǔ)放倉(cāng)庫(kù)屬于倉(cāng)庫(kù)危險(xiǎn)級(jí)III級(jí)場(chǎng)所。

固定卡條均為盤裝，滾盤外側(cè)有瓦楞紙包裹，卡條由金屬、有機(jī)聚合物（PVC或PE）制成。根據(jù)《防火規(guī)范》第3.1.3條，該貨品屬于火災(zāi)危險(xiǎn)性丙類，為可燃固體。根據(jù)《滅火規(guī)范》第3.0.2條，因包含了塑料制品，應(yīng)屬于倉(cāng)庫(kù)危險(xiǎn)級(jí)III級(jí)場(chǎng)所。

金屬端子為盒裝，瓦楞紙外包裝盒內(nèi)襯海綿（聚氨酯）填充。根據(jù)《防火規(guī)范》第3.1.3條，該貨品由于采用了可燃固體包裝，當(dāng)包裝質(zhì)量占比不超過(guò)25%時(shí)，仍屬于火災(zāi)危險(xiǎn)性戊類。根據(jù)《滅火規(guī)范》第3.0.2條，其儲(chǔ)放倉(cāng)庫(kù)屬于倉(cāng)庫(kù)危險(xiǎn)級(jí)I級(jí)場(chǎng)所。

根據(jù)《防火規(guī)范》，B車間的倉(cāng)庫(kù)屬于丙類場(chǎng)所；并且由于其A組塑料物品的占比很高，根據(jù)《滅火規(guī)范》，該場(chǎng)所應(yīng)按照“倉(cāng)庫(kù)危險(xiǎn)級(jí)III級(jí)”設(shè)計(jì)噴淋系統(tǒng)保護(hù)。

根據(jù)NFPA 13（2016 Edition）第15.2.2.5條、第15.2.2.7條，采用單排貨架（shelf storage），且儲(chǔ)物高度不大于3.6 m的A組塑料，紙盒包裝（cartoned）、非發(fā)泡塑料（unexpanded）的情況，噴淋系統(tǒng)的作用面積按232 m2，噴水強(qiáng)度的要求與倉(cāng)庫(kù)凈高有關(guān)，凈高4.6 m、6.1 m、9.7 m對(duì)應(yīng)的噴水強(qiáng)度要求分別為12.2 L/（m2·min）、20.4 L/（m2·min）、24.4 L/（m2·min）。當(dāng)采用雙排貨架（back to back shelf），其他條件不變時(shí)，根據(jù)第15.2.2.1條，噴淋系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)與貨架高度和房間凈高有關(guān)：貨架不高于2.4 m、房間凈高不大于4.3 m時(shí)，噴淋系統(tǒng)執(zhí)行中危險(xiǎn)2級(jí)（OH2）曲線設(shè)計(jì)；貨架高度在2.4～3.7 m、房間凈高不大于4.6 m時(shí)，作用面積按232 m2，噴水強(qiáng)度為18.3 L/（m2·min）。

可見(jiàn)，對(duì)于A組塑料這一類火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)高的場(chǎng)所，國(guó)內(nèi)規(guī)范和境外標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的噴淋系統(tǒng)參數(shù)相當(dāng)，且隨貨架高度和倉(cāng)庫(kù)凈空高度的增加，系統(tǒng)的參數(shù)需增大。

4 廠房建筑改造分析

既有廠房在原始設(shè)計(jì)為光學(xué)及電子產(chǎn)品的組裝場(chǎng)所，原設(shè)計(jì)將生產(chǎn)物品的火災(zāi)危險(xiǎn)性類別定為丁類，但僅為生產(chǎn)操作廠房，不包含倉(cāng)庫(kù)。

而該工廠實(shí)際生產(chǎn)需求是：一期廠房包含產(chǎn)品臨時(shí)儲(chǔ)存、流轉(zhuǎn)、檢測(cè)區(qū)域；二期廠房包含控制線產(chǎn)品的生產(chǎn)和檢測(cè)區(qū)域（對(duì)來(lái)料成型電纜進(jìn)行加工，使之成為帶接線端子的數(shù)據(jù)連接線，并進(jìn)行檢測(cè)）。從國(guó)內(nèi)消防監(jiān)督的角度來(lái)看，其消防問(wèn)題在于以下方面：

1）部分房間實(shí)際被當(dāng)作“庫(kù)房”使用，屬于改變工程建設(shè)備案的用途[6]，然而庫(kù)房需執(zhí)行高于廠房的消防設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；

2）庫(kù)房?jī)?nèi)存放了大量的丙類物品，超越了原設(shè)計(jì)采用的丁類消防標(biāo)準(zhǔn)。

如果整體廠房按丙類廠房升級(jí)改造，代價(jià)過(guò)大，故在改造階段需要嚴(yán)格定義廠房建筑仍為丁類廠房，廠房?jī)?nèi)的中間庫(kù)房采用防火墻（耐火時(shí)限3 h）與廠房嚴(yán)格進(jìn)行物理劃分。作為“中間庫(kù)”成立的條件，儲(chǔ)放區(qū)的功能、面積、貨品將受到如下限制：

1）中間庫(kù)是用于存放與生產(chǎn)相關(guān)原材料的場(chǎng)所，不得用于存放其他物流貨物；

2）中間庫(kù)是應(yīng)當(dāng)依附于生產(chǎn)操作車間存在的，其面積不超過(guò)生產(chǎn)車間與庫(kù)房總面積的25%；

3）存放的貨品的種類和數(shù)量會(huì)受到限制，僅能存放不燃或難然物品；同時(shí)還需控制可燃包裝質(zhì)量不大于物品本身質(zhì)量的1/4且可燃包裝體積不大于物品本身體積的1/2。

對(duì)于一期廠房的A房間，受到的限制主要是前兩條，該房間的面積之和在一期廠房的面積占比高達(dá)30%；對(duì)于第3條，需要避免在房間內(nèi)存放紙箱、氣泡膜這一類物流包裝材料，避免存放電纜等可燃物品，并控制部分產(chǎn)品（如編碼器）的海綿包裝體積。對(duì)于B車間，受到的限制是第3條，電纜、塑殼備件均為丙類物品，因此，其庫(kù)房不能定義為丁類中間庫(kù)。

結(jié)合上述分析，提出以下改造措施：

1）A房間需將房間與走道及與其他廠房區(qū)域分隔的隔墻修改為防火墻。防火墻耐火時(shí)限為：3 h；采用75系列輕鋼龍骨、里外貼雙層15 mm厚耐火石膏板、石膏板內(nèi)填50 mm厚超細(xì)玻璃棉，墻體厚度135 mm。

2）將A房間作為中間庫(kù)，其對(duì)廠房室內(nèi)的門改為乙級(jí)防火門。

3）A房間現(xiàn)有樓板為廠家定制的壓型鋼板與巖棉的復(fù)合樓板，樓板耐火時(shí)限不足1.5 h，可采用上下層均噴涂防火涂料滿足耐火需求；B車間現(xiàn)有樓板為鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓板，樓板厚度150 mm，可以滿足耐火時(shí)限1.5 h。

4）空調(diào)送回風(fēng)管穿過(guò)A房間的墻體處補(bǔ)充設(shè)置70℃熔斷關(guān)閉的防火閥。

5）增加應(yīng)急照明、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)相關(guān)設(shè)施；配電箱及開(kāi)關(guān)設(shè)在A房間外。

6）B車間，需將所有貨架高度降低至1.5 m以下，將該區(qū)域作為車間的一部分來(lái)考慮，而不是作為中間庫(kù)房。

然而，NFPA 230Standard for the Fire Protection of Storage（2003 Edition）[7]的要求與國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)相比是較為寬松的，根據(jù)NFPA 5000Building Construction and Safety Code（2015 Edition），第7.2.1.1條、第7.3.2.1條，當(dāng)倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存的貨品不包含易燃易爆品時(shí)，房間分隔墻的耐火極限，與該墻體的作用和可燃貨品的距離有關(guān)[8]。非承重墻體、距離可燃貨品1.5 m以上時(shí)，墻體耐火極限的要求僅為1 h，超過(guò)3 m時(shí)，則對(duì)墻體耐火極限不做要求。因此，根據(jù)國(guó)內(nèi)規(guī)范提出的改造建議，可以同時(shí)滿足境外標(biāo)準(zhǔn)。

5 自動(dòng)滅火設(shè)施分析

根據(jù)本文第3節(jié)的分析，A房間屬于“倉(cāng)庫(kù)危險(xiǎn)級(jí)I級(jí)、II級(jí)場(chǎng)所中混雜儲(chǔ)存?zhèn)}庫(kù)危險(xiǎn)級(jí)III級(jí)場(chǎng)所物品”的場(chǎng)所，根據(jù)《滅火規(guī)范》第5.0.4條（表5.0.4-5），當(dāng)貨架高度不大于3.5 m時(shí)，采用增加貨架內(nèi)噴頭是對(duì)于噴淋系統(tǒng)水量要求相對(duì)較小的一種方式，即天花噴水強(qiáng)度8 L/（m2·min），附加一層貨架內(nèi)噴頭（動(dòng)作6只噴頭，水量約8 L/s），改造措施為增加一排貨架內(nèi)噴頭。該噴淋系統(tǒng)同時(shí)能夠滿足境外標(biāo)準(zhǔn)NFPA 13中危險(xiǎn)2級(jí)（OH2）曲線的要求。

貨架內(nèi)噴頭需結(jié)合貨架設(shè)置安裝，噴淋支干管沿貨架立柱由房間高位下降至1.8 m層板下方，在貨架內(nèi)敷設(shè)橫支管，噴頭安裝在貨架內(nèi)1.8 m層板下方，該層采用實(shí)體層板。

B車間儲(chǔ)存區(qū)域在建筑專業(yè)被定義為車間的一部分，但鑒于其生產(chǎn)用途，該區(qū)域仍然按照倉(cāng)庫(kù)危險(xiǎn)級(jí)設(shè)置噴淋系統(tǒng)。該區(qū)域?qū)儆凇皞}(cāng)庫(kù)危險(xiǎn)級(jí)III級(jí)”場(chǎng)所，當(dāng)采用單排貨架儲(chǔ)物高度不超過(guò)3.0 m時(shí)，所需要的天花噴水強(qiáng)度均不低于12 L/（m2·min），而境外標(biāo)準(zhǔn)NFPA 13對(duì)于此類場(chǎng)所的噴淋系統(tǒng)噴水強(qiáng)度要求為12.2 L/（m2·min）。

針對(duì)由廠區(qū)消防泵房至B車間的噴淋系統(tǒng)管網(wǎng)做水力計(jì)算，計(jì)算示意圖如圖1、圖2所示。

圖1 噴淋系統(tǒng)水力計(jì)算示意圖（泵房至廠房）

圖2 B車間噴淋系統(tǒng)水力計(jì)算示意圖（廠房?jī)?nèi)管網(wǎng)）

B車間儲(chǔ)存區(qū)的面積為113 m2，經(jīng)水力計(jì)算，實(shí)際工況點(diǎn)為：流量Q=32.7 L/s，揚(yáng)程H=51.0 m。此時(shí)最不利點(diǎn)處的噴頭壓力為0.195 MPa，噴頭流量111.7 L/min，保護(hù)面積8.475 m2，噴淋系統(tǒng)的實(shí)際噴水強(qiáng)度為13.2 L/（m2·min），此時(shí)消防水泵工況點(diǎn)如圖3所示，噴淋作用強(qiáng)度同時(shí)達(dá)到了國(guó)內(nèi)規(guī)范和境外標(biāo)準(zhǔn)的要求，故本次改造不再對(duì)B車間儲(chǔ)存區(qū)的噴淋管網(wǎng)做調(diào)整。

6 貨物存放形式分析

目前，在兩個(gè)房間的儲(chǔ)貨區(qū)均采用了少量塑料儲(chǔ)物盒。國(guó)內(nèi)規(guī)范對(duì)于塑料儲(chǔ)物盒沒(méi)有針對(duì)性的約束，僅在《滅火規(guī)范》第5.0.7條，要求了層板的通透性和“鋼質(zhì)”材質(zhì)，并應(yīng)采用通透層板，層板通透部分的面積不小于層板總面積的50%；但參考NFPA 13第5.6.2.2條對(duì)于塑料托盤的約束：當(dāng)Class I～Class IV的倉(cāng)庫(kù)場(chǎng)所采用了塑料托盤時(shí)，其火災(zāi)危險(xiǎn)性需要提高一個(gè)等級(jí)。鑒于此，本次改造建議將目前使用的塑料儲(chǔ)物盒全部更換為金屬網(wǎng)筐。

另外，我國(guó)《滅火規(guī)范》將封閉層板貨架視為堆垛儲(chǔ)物，采用較低的噴淋系統(tǒng)參數(shù)的規(guī)定，與境外標(biāo)準(zhǔn)差異較大。境外標(biāo)準(zhǔn)在定義貨架時(shí)，始終伴隨著“排煙通道”的概念，即便采用封閉層板貨架，但貨物間仍可能存在間距，因此，燃燒狀態(tài)與堆垛貨物是存在差別的，存在火勢(shì)蔓延迅速的風(fēng)險(xiǎn)，在工程實(shí)踐中應(yīng)盡量避免采用不通透貨架層板的形式執(zhí)行堆垛儲(chǔ)物的條文規(guī)定。

7 結(jié)論與建議

本文討論了某境外保險(xiǎn)承保的工業(yè)企業(yè)利用既有廠房的消防評(píng)估及改造案例，改造通過(guò)對(duì)生產(chǎn)部門貨物儲(chǔ)放形式和物品種類加以嚴(yán)格限制，并對(duì)局部房間做建筑和消防設(shè)施的改造措施，維持了原設(shè)計(jì)丁類廠房的原則。這樣的策略避免了將建筑升級(jí)為丙類倉(cāng)庫(kù)、丙類廠房帶來(lái)的一系列近乎不可能完成的改造措施（如調(diào)整建筑防火間距、整體提高建筑耐火極限）。經(jīng)過(guò)建筑改造和對(duì)貨物儲(chǔ)放形式的調(diào)整，該工廠取得了境外保險(xiǎn)公司的認(rèn)可，而本次改造的措施，同時(shí)也可以滿足國(guó)內(nèi)規(guī)范的消防要求。

盡管作為保險(xiǎn)業(yè)界普遍公認(rèn)的安全指導(dǎo)手冊(cè)，NFPA標(biāo)準(zhǔn)在一些方面的要求比國(guó)內(nèi)規(guī)范寬松，但境外保險(xiǎn)公司對(duì)于企業(yè)消防安全設(shè)施和生產(chǎn)行為安全隱患的動(dòng)態(tài)關(guān)注度更高。利用既有廠房企業(yè)的消防隱患由保險(xiǎn)評(píng)估先于消防監(jiān)督部門提出，這樣的現(xiàn)象將隨我國(guó)消防監(jiān)督審查制度的落實(shí)得到完善。