庫架合一技術面臨的消防困局

文/本刊記者 喜崇彬

庫架合一項目在國內難以推廣，主要面臨兩方面問題：一個是結構設計審核問題，另外一個就是消防驗收問題。尤其是消防問題，業內很多專家甚至把其成為庫架合一倉庫項目的“死穴”。那么，我國與倉庫相關的消防要求和規定是怎樣的？庫架合一倉庫項目為什么很難滿足這些要求？在此，我們將進行探討。

黃曉家中原國際公司消防專家

庫架合一倉庫的火災危險性分析

“庫架合一”式倉庫屬于輕型鋼結構建筑。鋼材雖為非燃燒材料，但鋼不耐火，因為鋼材的導熱系數大（λ=37.5 W/m"k)，比熱小（C=520J/kg"C），在火災時，強度隨著溫度上升而急劇下降。當溫度達到350℃、500℃、600℃時，鋼材的強度分別下降1/3、1/2、2/3。所以一般裸露鋼結構耐火極限只有十幾分鐘。我國上世紀90年代初對裸露鋼梁的耐火極限進行了驗證，確認了I36b、I40b標準工字鋼梁的耐火極限分別為15min、16min。因此，當建筑采用無防火保護措施的鋼結構時，一旦發生火災，鋼結構很容易遭到破壞。例如，2001年9月11日，震驚世界的“911事件”中被飛機撞毀的紐約世界貿易大樓姊妹樓，事后專家分析認為，其實飛機并沒有將大樓撞倒，而是由于飛機在撞到大樓的同時破壞了大樓鋼結構上的防火涂層，并爆炸起火，使得鋼結構暴露在熊熊烈火中，在一個多小時后，結構軟化，強度喪失，轟然倒下，造成幾千人命喪廢墟，損失多達幾百億美元，對周邊地區的經濟造成了極大的危害。

為了提高鋼結構建筑物的耐火性能，在建筑工程中需要用隔熱材料覆蓋鋼結構構件，使之在發生火災時，控制鋼結構的溫度上升，延緩房屋倒塌，爭取撲救時間，減少火災損失，這就是鋼結構建筑工程中必不可少的防火措施。

我國對鋼結構建筑的消防要求

為了規范建筑防火施工操作，保證防火效果，國家對現行建筑設計防火有詳細規范，包括如下：中華人民共和國國家標準《高層民用建筑設計防火規范》GB 50045—95(1997年版）、中華人民共和國國家標準《建筑設計防火規范》GBJ16—87、中華人民共和國國家標準《建筑室內裝修設計防火規范》GB 50222—95對鋼結構的耐火極限要求等，見表1。

鋼結構可采用的防火保護措施包括：外包混凝土或砌筑砌體、涂敷防火涂料、防火板包覆、復合防火保護（即在鋼結構表面涂敷防火涂料或采用柔性氈狀隔熱材料包覆，再用輕質防火板作飾面板）、柔性氈狀隔熱材料包覆等。作為輕型鋼結構的“庫架合一”項目通常采用噴涂防火涂料的防火保護措施。鋼結構防火涂料的類型可根據不同的方法來定義：從所用溶劑來分，可分為溶劑型和水基型鋼結構防火涂料；從使用范圍分，可分為室內和室外鋼結構防火涂料；根據防火機理分，可分為非膨脹型和膨脹型鋼結構防火涂料；根據涂層厚度來分，可分為厚型、薄型、超薄型鋼結構防火涂料（見表2）。

超薄型鋼結構防火涂料主要是溶劑型為主，受火時膨脹發泡形成致密、強度高的防火隔熱層，該防火隔熱層極大地延緩了被保護鋼材的溫升，提高了鋼結構構件的耐火極限。近年來，該類型防火涂料在輕型鋼結構在工程中的應用較多，各種輕鋼梁、網架等到也可用該類型防火涂料進行防火保護。薄型鋼結構防火涂料防火原理和應用范圍與超薄型涂料類似。厚型鋼結構防火涂料在火災中利用材料粒狀表面，密度較小，熱導率低或涂層中材料的吸熱性，延緩鋼材的溫升，保護鋼材。這類防火涂料是用合適的無機膠結料（如水玻璃、硅溶膠、磷酸鋁鹽、耐火水泥等），再配以無機輕質絕熱骨料材料（如膨脹珍珠巖、膨脹蛭石、海抱石、漂珠、粉煤灰等）、防火添加劑、化學藥劑和增強材料（如硅酸鋁纖維、巖棉、陶瓷纖維、玻璃纖維等）及填料等混合配制而成，具有成本較低的優點。施工常采用噴涂，適用于耐火極限要求在2h以上的室內隱蔽鋼結構、高層全鋼結構及多層廠房鋼結構。如：高層民用建筑的柱、一般工業與民用建筑中的支承多層的柱的耐火極限均應達到3小時，需采用該厚型防火涂料保護。

表1：鋼結構的耐火極限要求

表2：涂層厚度與耐火極限

庫架合一項目消防實施的難點

按理說，有了防火的技術（噴涂防火涂料），有了國家的實施規范，庫架合一項目只需按照這些標準施工就能達到國家的消防要求，為何在具體建設實施中卻難以做到呢？這其中主要有兩個原因。

第一個原因是操作實施困難，成本高。

貨架作為一種物流設備，其本身也有消防要求，但是標準要遠低于建筑消防的要求。一般來說，根據相關消防規范，作為物流設備的貨架在做防火處理的時候，一般通過設置自動噴淋系統等手段來實現。如果還有需要，再給承擔負荷的立柱噴涂防火涂料，而且一般噴涂超薄型防火涂料即可，施工比較簡單。但是在國內，庫架合一的倉庫在消防驗收的時候將按照建筑的標準進行驗收。由于庫架合一倉庫的結構，其貨架的柱、梁等主要承重構件都需要刷涂防火涂料，而且一般要求噴涂厚型防火涂料。貨架本身結構復雜，轉彎折角非常多，如果都需要噴涂覆蓋，工作難度高，工作量巨大。庫架合一倉庫相比分離式倉庫貨架的優勢是一體化建設成本低，如果按照國家對于鋼結構建筑防火的規范要求去做，其成本大幅增加，對比庫架分離的倉庫，將不具備成本優勢，那在國內去追求這種建設方式就沒有必要和意義了。

第二個原因，如果按照國家現有規范去做防火，將影響貨架使用，因此其不具有實施性。在國家對鋼結構建筑的消防規范要求中，對防火噴涂施工的流程和質量檢驗有嚴格規定。通常情況下，應在鋼結構安裝就位，與其相連的吊桿、馬道、管架及其它相連的構件安裝完畢，并經驗收合格后，才能進行噴涂施工。如若提前施工，對鋼構件實施防火噴涂后，再進行吊裝，則安裝好后應對損壞的鋼結構的接點進行補噴，噴涂前，鋼結構表面的塵土、油污、雜物等應清除干凈，同時鋼結構的表面應進行除銹，并根據使用要求確定防銹處理。通常在鋼結構防火涂料施工結束后，要進行涂層質量檢查和涂層厚度檢查，以確定施工結果是否符合有關規定要求。用目視法檢查外觀顏色是否均勻，有無漏涂、明顯裂縫和乳突情況；用0.5～1kg的榔頭輕擊涂層，觀察是否明顯脫粉，用1米直尺檢測有平整度要求的涂層是否平整均勻。對于薄型和超薄型鋼結構防火涂料，通常使用磁性測厚儀來測定涂層厚度，對于厚型鋼結構防火涂料采用測針，將測厚探針垂直插入防火涂層直至鋼基材表面上，記錄標尺讀數。相關規范中還要求，鋼結構防火保護工程不應被后繼工程所破壞。如有損壞，應進行修補。倉庫內的獨立貨架，其橫梁不需要噴涂防火涂料；但是庫架合一貨架的橫梁，同樣承擔著整個倉庫建筑的負荷，因此也需要噴涂防火涂料。我們知道，貨架作為存儲貨物的設備，貨架橫梁上需要放置貨物，還可能經常存取移動上面你的貨物。橫梁上有防火涂料，很容易被磨損、剮蹭等，而且將是經常性的。按照建筑防火規范，這些被損害的涂層必須第一時間被修復，由此將帶來不可避免的經常性維護工作，根本就無法操作。

庫架合一倉庫消防安全未來發展

如此看來，在目前國內的管理規范框架中，庫架合一倉庫很難審核認證。但是可喜的是，我們看到政府管理層正在管理的升級和改革，今后消防安全的審查有望進一步簡化。2019年7月10日，中國應急管理部發布《關于深化消防執法的改革的意見》，文中提到僅對國家和省級重大建設項目，醫療建筑高度24米以上的和其它建筑高度100米以上的高層建筑，單體建筑面積5萬平方米以上的公共建筑，單體建筑面積2500平方米以上的室內兒童活動場所、老年人照料設施，以及生產和儲存甲、乙類易燃品易爆危險物品的多層廠房、倉庫等涉反重大公共安全的建設工程實施消防驗收，審批時限縮減一半，不再對其他建設工程實施消防驗收和備案。加強對建設工程投入使用后的抽查。本意見下發前消防部門已經受理尚未辦結的建設工程項目，除屬于前建應納入消防驗收范圍的，不再實施消防驗收和備案。消防安全審核制度的改革和升級，對于庫架合一倉庫建設這種新技術，無疑是一種利好，有利于這種技術的推廣好發展。

但是我們必須清醒意識到，消防安全管理的改革是為了提升管理的效率和質量，而不會降低消防安全監管的力度。因此，對于庫架合一倉庫的消防安全管理問題，不僅要在管理制度層面創新，也需要在管理技術層面創新。在國內庫架合一倉庫技術幾乎停滯的時候，國外卻實施了很多的庫架合一倉庫項目。因此，中原國際公司的消防專家黃曉家先生認為，應該借鑒國際上先進國家管理消防安全的經驗。

黃曉家先生與國際上消防安全領域的專家、各類機構多有交流。據他介紹，一些西方發達國家已形成了一套更市場、更科學的管理方法，通過消防公司加保險公司商業合作形式對庫架合一的消防安全進行管理。在實踐中，相關項目按照消防公司方案實施，只要保險公司認可這個方案，愿意承保，這個項目就可以進行。

他以美國為例，美國是通過項目方向保險公司投保這種市場化的手段獲得項目實施的資格。他認為，我國現在難以形成這種管理體制，首先是原有體制管理慣性問題。在西方國家，火災險屬于公眾責任險，已經成為企業、個人乃至政府部門都不可缺少的危險保障工具和各國保險企業的主要業務種類，很多國家對這種責任保險推行強制保險制度，要求市場主體（保險公司）為這種災難承擔兜底責任。但在我國，消防安全是政府和消防部門提供的是社會公共安全產品，大的火災事故造成的損失往往由政府兜底，這些都造成火災險這種公眾責任險發展緩慢，使得倉庫建設企業、保險公司等都沒有很大的動力推動市場化的管理體制發展。

但是，黃曉家認為更重要的原因是國內對于庫架合一消防安全缺乏基礎研究和相關技術積累。他介紹，在美國有非常專業的相關學術研究機構，如美國損失管理服務公司（INA Loss Control Services, Inc.），其主要業務就是提供包括火災在內的危險管理咨詢，依據自身在危險控制方面的專業優勢，對企業做出深入的調查，估測存在的潛在危險，提出評價和改進意見，或者設計新的方案。美國還有一家名為FM（Factory Mutual）的防災科研咨詢機構，擁有2000多名技術和科研人員，擁有全球最大的火災試驗館和設備齊全的檢測中心，長期為美國三大工業保險公司和投保企業提供咨詢服務。美國的工業公司只有通過FM的標準，才可在三大保險公司投保，享受低費率、高賠付的好處。這些專業機構與公司對倉庫（包括庫架合一項目）火災的預防、損害都有充分和細致的研究，形成可信度非常高的結論，也有非常好的防范方案，因此能夠為保險公司制定保險方案提供強力支撐。我們知道，保險行業是強烈依賴數據分析的行業，開發一個險種必須要計算清楚其中的風險和收益，才能實現穩定和長期的盈利。由于國內目前沒有這些學術積累，因此無法形成成熟的商業保險方案。

因此，黃曉家呼吁，若想推動庫架合一項目在國內發展，業內的研究機構、相關公司必須要大力投入基礎研究，有了數據支持才可以推進行業標準的制定；如此才能推動我國對庫架合一倉庫安全審核程序變革，最終促進這類項目落地應用，使企業與社會雙雙受益。