某涉外承保工業(yè)企業(yè)消防評估改造案例

衛(wèi)海東，王昊，黃雷

（中國建筑科學研究院有限公司建筑設(shè)計院，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，隨我國對外開放政策的實施，一批具有國際影響力的制造企業(yè)來華辦廠，隨之而來的還有境外保險公司的安全標準[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)實際情況做細致研究，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)的消防安全標準。本文介紹北京市某工業(yè)廠區(qū)消防評估改造案例，為類似工程項目提供參考。

2 工程概況

某工廠為外資企業(yè)，由境外保險公司承保，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，局部地上3層（車間部分為2層）、地下1層，建筑高度14.4 m，建筑耐火等級為二級。2017年，保險公司對該企業(yè)提出了針對綜合廠房內(nèi)兩個房間的安全評估整改要求。本次改造工作依據(jù)我國消防規(guī)范并兼顧保險公司所依據(jù)的美國NFPA標準，重點就兩個問題開展調(diào)查、研究，并給出改造方案：第一，就儲放貨品庫房的火災(zāi)危險性與保險公司取得認可；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)危險等級分析

該工廠生產(chǎn)、流轉(zhuǎn)的產(chǎn)品以精密儀器為主，如編碼器、測量儀器、控制器、控制線纜等。以下分別根據(jù)我國規(guī)范和保險公司依據(jù)的境外標準討論改造場所的火災(zāi)危險等級。

3.1 一期廠房A房間

位于一期廠房內(nèi)的A房間用于儲存待發(fā)出的成品，由企業(yè)提供的該倉庫儲放貨品、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)儲放的線纜均為袋裝，采用有機聚合物（PP或PVC）塑料袋，線纜采用有機聚合物（PVC或PE）外皮。根據(jù)我國GB 50016—2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(2018年版)[3]（以下簡稱《防火規(guī)范》）第3.1.3條，該貨品屬于火災(zāi)危險性丙類，為可燃固體。根據(jù)我國GB 50084—2017《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》[4]（以下簡稱《滅火規(guī)范》）第3.0.2條，電纜儲放倉庫屬于火災(zāi)危險等級之倉庫危險級II級場所。

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，但當包裝質(zhì)量占比不超過25%時，仍屬于火災(zāi)危險性戊類。按《滅火規(guī)范》第3.0.2條，其儲放倉庫屬于倉庫危險級I級場所，但海綿包裝體積過大時，可視為箱裝A組塑料，屬于倉庫危險級III級場所。

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)危險性丙類。根據(jù)《滅火規(guī)范》第3.0.2條，紙品儲放倉庫屬于倉庫危險級II級場所。

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)危險性戊類。根據(jù)《滅火規(guī)范》第3.0.2條，其儲放倉庫屬于倉庫危險級I級場所。

綜上，A房間儲存區(qū)的貨品，根據(jù)我國《防火規(guī)范》，屬于丙類場所；根據(jù)《滅火規(guī)范》所約束的火災(zāi)危險等級場所中，跨越了自“倉庫危險I級”至“倉庫危險III級（A組塑料）”多個范圍，但A組塑料制品只占比較小的比例，故可按照“倉庫危險級I級、II級場所中混雜儲存?zhèn)}庫危險級III級場所物品”設(shè)計噴淋系統(tǒng)保護。

根據(jù)NFPA 13[5]Standard for the Installation of Sprinkler Systems（2016 Edition）第5.6.3.3條，當儲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數(shù)在5%之內(nèi)時，可以視為III類倉庫（Class III）；同時依據(jù)第13.2.1條、第14.2.3.1條，采用雙排貨架（back to back shelf），且儲物高度不大于3.7 m時，噴淋系統(tǒng)執(zhí)行中危險2級（OH2）曲線設(shè)計。

可見，境外標準的要求相對于國內(nèi)規(guī)范，在細節(jié)上的規(guī)定更為具體和明確，與境外標準相比，我國《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)危險等級。

3.2 二期廠房B車間

位于二期廠房內(nèi)的B車間為控制線纜生產(chǎn)車間，車間內(nèi)有一倉庫用于儲放生產(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)場調(diào)研，該倉庫儲放貨品、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)危險性丙類，為可燃固體。根據(jù)《滅火規(guī)范》第3.0.2條，電纜儲放倉庫屬于火災(zāi)危險等級之倉庫危險級II級場所。

塑殼采用紙盒包裝，紙盒內(nèi)有塑料袋封裝，接頭采用有機聚合物（PBT，聚對苯二甲酸丁二醇酯）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，其儲放倉庫屬于倉庫危險級III級場所。

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)屬于倉庫危險級III級場所。

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，當包裝質(zhì)量占比不超過25%時，仍屬于火災(zāi)危險性戊類。根據(jù)《滅火規(guī)范》第3.0.2條，其儲放倉庫屬于倉庫危險級I級場所。

根據(jù)《防火規(guī)范》，B車間的倉庫屬于丙類場所；并且由于其A組塑料物品的占比很高，根據(jù)《滅火規(guī)范》，該場所應(yīng)按照“倉庫危險級III級”設(shè)計噴淋系統(tǒng)保護。

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，噴水強度的要求與倉庫凈高有關(guān)，凈高4.6 m、6.1 m、9.7 m對應(yīng)的噴水強度要求分別為12.2 L/（m2·min）、20.4 L/（m2·min）、24.4 L/（m2·min）。當采用雙排貨架（back to back shelf），其他條件不變時，根據(jù)第15.2.2.1條，噴淋系統(tǒng)的設(shè)計參數(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，噴淋系統(tǒng)執(zhí)行中危險2級（OH2）曲線設(shè)計；貨架高度在2.4～3.7 m、房間凈高不大于4.6 m時，作用面積按232 m2，噴水強度為18.3 L/（m2·min）。

可見，對于A組塑料這一類火災(zāi)危險等級高的場所，國內(nèi)規(guī)范和境外標準規(guī)定的噴淋系統(tǒng)參數(shù)相當，且隨貨架高度和倉庫凈空高度的增加，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)計為光學及電子產(chǎn)品的組裝場所，原設(shè)計將生產(chǎn)物品的火災(zāi)危險性類別定為丁類，但僅為生產(chǎn)操作廠房，不包含倉庫。

而該工廠實際生產(chǎn)需求是：一期廠房包含產(chǎn)品臨時儲存、流轉(zhuǎn)、檢測區(qū)域；二期廠房包含控制線產(chǎn)品的生產(chǎn)和檢測區(qū)域（對來料成型電纜進行加工，使之成為帶接線端子的數(shù)據(jù)連接線，并進行檢測）。從國內(nèi)消防監(jiān)督的角度來看，其消防問題在于以下方面：

1）部分房間實際被當作“庫房”使用，屬于改變工程建設(shè)備案的用途[6]，然而庫房需執(zhí)行高于廠房的消防設(shè)計標準；

2）庫房內(nèi)存放了大量的丙類物品，超越了原設(shè)計采用的丁類消防標準。

如果整體廠房按丙類廠房升級改造，代價過大，故在改造階段需要嚴格定義廠房建筑仍為丁類廠房，廠房內(nèi)的中間庫房采用防火墻（耐火時限3 h）與廠房嚴格進行物理劃分。作為“中間庫”成立的條件，儲放區(qū)的功能、面積、貨品將受到如下限制：

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

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

3）存放的貨品的種類和數(shù)量會受到限制，僅能存放不燃或難然物品；同時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30%；對于第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，其庫房不能定義為丁類中間庫。

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厚超細玻璃棉，墻體厚度135 mm。

2）將A房間作為中間庫，其對廠房室內(nèi)的門改為乙級防火門。

3）A房間現(xiàn)有樓板為廠家定制的壓型鋼板與巖棉的復合樓板，樓板耐火時限不足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，可以滿足耐火時限1.5 h。

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

5）增加應(yīng)急照明、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)相關(guān)設(shè)施；配電箱及開關(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考慮，而不是作為中間庫房。

然而，NFPA 230Standard for the Fire Protection of Storage（2003 Edition）[7]的要求與國內(nèi)標準相比是較為寬松的，根據(jù)NFPA 5000Building Construction and Safety Code（2015 Edition），第7.2.1.1條、第7.3.2.1條，當倉庫儲存的貨品不包含易燃易爆品時，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，墻體耐火極限的要求僅為1 h，超過3 m時，則對墻體耐火極限不做要求。因此，根據(jù)國內(nèi)規(guī)范提出的改造建議，可以同時滿足境外標準。

5 自動滅火設(shè)施分析

根據(jù)本文第3節(jié)的分析，A房間屬于“倉庫危險級I級、II級場所中混雜儲存?zhèn)}庫危險級III級場所物品”的場所，根據(jù)《滅火規(guī)范》第5.0.4條（表5.0.4-5），當貨架高度不大于3.5 m時，采用增加貨架內(nèi)噴頭是對于噴淋系統(tǒng)水量要求相對較小的一種方式，即天花噴水強度8 L/（m2·min），附加一層貨架內(nèi)噴頭（動作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)同時能夠滿足境外標準NFPA 13中危險2級（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，該層采用實體層板。

B車間儲存區(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)域仍然按照倉庫危險級設(shè)置噴淋系統(tǒng)。該區(qū)域?qū)儆凇皞}庫危險級III級”場所，當采用單排貨架儲物高度不超過3.0 m時，所需要的天花噴水強度均不低于12 L/（m2·min），而境外標準NFPA 13對于此類場所的噴淋系統(tǒng)噴水強度要求為12.2 L/（m2·min）。

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

圖1 噴淋系統(tǒng)水力計算示意圖（泵房至廠房）

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

B車間儲存區(qū)的面積為113 m2，經(jīng)水力計算，實際工況點為：流量Q=32.7 L/s，揚程H=51.0 m。此時最不利點處的噴頭壓力為0.195 MPa，噴頭流量111.7 L/min，保護面積8.475 m2，噴淋系統(tǒng)的實際噴水強度為13.2 L/（m2·min），此時消防水泵工況點如圖3所示，噴淋作用強度同時達到了國內(nèi)規(guī)范和境外標準的要求，故本次改造不再對B車間儲存區(qū)的噴淋管網(wǎng)做調(diào)整。

6 貨物存放形式分析

目前，在兩個房間的儲貨區(qū)均采用了少量塑料儲物盒。國內(nèi)規(guī)范對于塑料儲物盒沒有針對性的約束，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條對于塑料托盤的約束：當Class I～Class IV的倉庫場所采用了塑料托盤時，其火災(zāi)危險性需要提高一個等級。鑒于此，本次改造建議將目前使用的塑料儲物盒全部更換為金屬網(wǎng)筐。

另外，我國《滅火規(guī)范》將封閉層板貨架視為堆垛儲物，采用較低的噴淋系統(tǒng)參數(shù)的規(guī)定，與境外標準差異較大。境外標準在定義貨架時，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，存在火勢蔓延迅速的風險，在工程實踐中應(yīng)盡量避免采用不通透貨架層板的形式執(zhí)行堆垛儲物的條文規(guī)定。

7 結(jié)論與建議

本文討論了某境外保險承保的工業(yè)企業(yè)利用既有廠房的消防評估及改造案例，改造通過對生產(chǎn)部門貨物儲放形式和物品種類加以嚴格限制，并對局部房間做建筑和消防設(shè)施的改造措施，維持了原設(shè)計丁類廠房的原則。這樣的策略避免了將建筑升級為丙類倉庫、丙類廠房帶來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)過建筑改造和對貨物儲放形式的調(diào)整，該工廠取得了境外保險公司的認可，而本次改造的措施，同時也可以滿足國內(nèi)規(guī)范的消防要求。

盡管作為保險業(yè)界普遍公認的安全指導手冊，NFPA標準在一些方面的要求比國內(nèi)規(guī)范寬松，但境外保險公司對于企業(yè)消防安全設(shè)施和生產(chǎn)行為安全隱患的動態(tài)關(guān)注度更高。利用既有廠房企業(yè)的消防隱患由保險評估先于消防監(jiān)督部門提出，這樣的現(xiàn)象將隨我國消防監(jiān)督審查制度的落實得到完善。