某涉外承保工業企業消防評估改造案例

衛海東，王昊，黃雷

（中國建筑科學研究院有限公司建筑設計院，北京 100013）

1 引言

安全生產是工業企業的重中之重。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]，這給工業廠區的建設提出了新的要求。部分涉外企業工程想要利用既有廠房[2]，在這種情況下則需要根據實際情況做細致研究，發掘既有廠房的潛力，協調生產部門的需求，采取必要的工程技術措施使得既有廠房滿足外資承保企業的消防安全標準。本文介紹北京市某工業廠區消防評估改造案例，為類似工程項目提供參考。

2 工程概況

某工廠為外資企業，由境外保險公司承保，廠區占地面積約14 650 m2。廠區內主要建筑有動力站、門衛室、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，保險公司對該企業提出了針對綜合廠房內兩個房間的安全評估整改要求。本次改造工作依據我國消防規范并兼顧保險公司所依據的美國NFPA標準，重點就兩個問題開展調查、研究，并給出改造方案：第一，就儲放貨品庫房的火災危險性與保險公司取得認可；第二，提出廠房構造、貨架形式、消防噴淋系統整改建議。

3 火災危險等級分析

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

3.1 一期廠房A房間

位于一期廠房內的A房間用于儲存待發出的成品，由企業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。根據我國GB 50016—2014《建筑設計防火規范》(2018年版)[3]（以下簡稱《防火規范》）第3.1.3條，該貨品屬于火災危險性丙類，為可燃固體。根據我國GB 50084—2017《自動噴水滅火系統設計規范》[4]（以下簡稱《滅火規范》）第3.0.2條，電纜儲放倉庫屬于火災危險等級之倉庫危險級II級場所。

編碼器零件為盒裝，瓦楞紙外包裝盒內襯海綿（聚氨酯）填充。根據《防火規范》第3.1.3條，該貨品由于采用了可燃固體包裝，但當包裝質量占比不超過25%時，仍屬于火災危險性戊類。按《滅火規范》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。

金屬外殼產品，根據《防火規范》第3.1.3條，該貨品屬于火災危險性戊類。

紙箱包裝材料，根據《防火規范》第3.1.3條，該貨品屬于火災危險性丙類。根據《滅火規范》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，部分紙盒內有發泡塑料。根據《防火規范》第3.1.3條，該貨品屬于火災危險性戊類。根據《滅火規范》第3.0.2條，其儲放倉庫屬于倉庫危險級I級場所。

綜上，A房間儲存區的貨品，根據我國《防火規范》，屬于丙類場所；根據《滅火規范》所約束的火災危險等級場所中，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級場所中混雜儲存倉庫危險級III級場所物品”設計噴淋系統保護。

根據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在5%之內時，可以視為III類倉庫（Class III）；同時依據第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，噴淋系統執行中危險2級（OH2）曲線設計。

可見，境外標準的要求相對于國內規范，在細節上的規定更為具體和明確，與境外標準相比，我國《滅火規范》未明確規定混合材料貨物，特別是采用了塑料類包裝貨物的火災危險等級。

3.2 二期廠房B車間

位于二期廠房內的B車間為控制線纜生產車間，車間內有一倉庫用于儲放生產原材料，包含3類物品：線纜、控制線接頭、控制線固定卡條。根據現場調研，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車間內儲放的線纜原料均為盤裝，滾盤外側有瓦楞紙包裹，線纜采用有機聚合物（PVC或PE）外皮。根據《防火規范》第3.1.3條，該貨品屬于火災危險性丙類，為可燃固體。根據《滅火規范》第3.0.2條，電纜儲放倉庫屬于火災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《防火規范》第3.1.3條，該貨品屬于火災危險性丙類，為可燃固體。根據《滅火規范》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，滾盤外側有瓦楞紙包裹，卡條由金屬、有機聚合物（PVC或PE）制成。根據《防火規范》第3.1.3條，該貨品屬于火災危險性丙類，為可燃固體。根據《滅火規范》第3.0.2條，因包含了塑料制品，應屬于倉庫危險級III級場所。

金屬端子為盒裝，瓦楞紙外包裝盒內襯海綿（聚氨酯）填充。根據《防火規范》第3.1.3條，該貨品由于采用了可燃固體包裝，當包裝質量占比不超過25%時，仍屬于火災危險性戊類。根據《滅火規范》第3.0.2條，其儲放倉庫屬于倉庫危險級I級場所。

根據《防火規范》，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《滅火規范》，該場所應按照“倉庫危險級III級”設計噴淋系統保護。

根據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）、非發泡塑料（unexpanded）的情況，噴淋系統的作用面積按232 m2，噴水強度的要求與倉庫凈高有關，凈高4.6 m、6.1 m、9.7 m對應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，根據第15.2.2.1條，噴淋系統的設計參數與貨架高度和房間凈高有關：貨架不高于2.4 m、房間凈高不大于4.3 m時，噴淋系統執行中危險2級（OH2）曲線設計；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組塑料這一類火災危險等級高的場所，國內規范和境外標準規定的噴淋系統參數相當，且隨貨架高度和倉庫凈空高度的增加，系統的參數需增大。

4 廠房建筑改造分析

既有廠房在原始設計為光學及電子產品的組裝場所，原設計將生產物品的火災危險性類別定為丁類，但僅為生產操作廠房，不包含倉庫。

而該工廠實際生產需求是：一期廠房包含產品臨時儲存、流轉、檢測區域；二期廠房包含控制線產品的生產和檢測區域（對來料成型電纜進行加工，使之成為帶接線端子的數據連接線，并進行檢測）。從國內消防監督的角度來看，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，屬于改變工程建設備案的用途[6]，然而庫房需執行高于廠房的消防設計標準；

2）庫房內存放了大量的丙類物品，超越了原設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相關原材料的場所，不得用于存放其他物流貨物；

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

3）存放的貨品的種類和數量會受到限制，僅能存放不燃或難然物品；同時還需控制可燃包裝質量不大于物品本身質量的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，其對廠房室內的門改為乙級防火門。

3）A房間現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車間現有樓板為鋼筋混凝土現澆樓板，樓板厚度150 mm，可以滿足耐火時限1.5 h。

4）空調送回風管穿過A房間的墻體處補充設置70℃熔斷關閉的防火閥。

5）增加應急照明、火災自動報警系統相關設施；配電箱及開關設在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]的要求與國內標準相比是較為寬松的，根據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[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，根據國內規范提出的改造建議，可以同時滿足境外標準。

5 自動滅火設施分析

根據本文第3節的分析，A房間屬于“倉庫危險級I級、II級場所中混雜儲存倉庫危險級III級場所物品”的場所，根據《滅火規范》第5.0.4條（表5.0.4-5），當貨架高度不大于3.5 m時，采用增加貨架內噴頭是對于噴淋系統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噴頭。該噴淋系統同時能夠滿足境外標準NFPA 13中危險2級（OH2）曲線的要求。

貨架內噴頭需結合貨架設置安裝，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，在貨架內敷設橫支管，噴頭安裝在貨架內1.8 m層板下方，該層采用實體層板。

B車間儲存區域在建筑專業被定義為車間的一部分，但鑒于其生產用途，該區域仍然按照倉庫危險級設置噴淋系統。該區域屬于“倉庫危險級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噴水強度要求為12.2 L/（m2·min）。

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

圖1 噴淋系統水力計算示意圖（泵房至廠房）

圖2 B車間噴淋系統水力計算示意圖（廠房內管網）

B車間儲存區的面積為113 m2，經水力計算，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規范和境外標準的要求，故本次改造不再對B車間儲存區的噴淋管網做調整。

6 貨物存放形式分析

目前，在兩個房間的儲貨區均采用了少量塑料儲物盒。國內規范對于塑料儲物盒沒有針對性的約束，僅在《滅火規范》第5.0.7條，要求了層板的通透性和“鋼質”材質，并應采用通透層板，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筐。

另外，我國《滅火規范》將封閉層板貨架視為堆垛儲物，采用較低的噴淋系統參數的規定，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，在工程實踐中應盡量避免采用不通透貨架層板的形式執行堆垛儲物的條文規定。

7 結論與建議

本文討論了某境外保險承保的工業企業利用既有廠房的消防評估及改造案例，改造通過對生產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施的改造措施，維持了原設計丁類廠房的原則。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（如調整建筑防火間距、整體提高建筑耐火極限）。經過建筑改造和對貨物儲放形式的調整，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規范的消防要求。

盡管作為保險業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規范寬松，但境外保險公司對于企業消防安全設施和生產行為安全隱患的動態關注度更高。利用既有廠房企業的消防隱患由保險評估先于消防監督部門提出，這樣的現象將隨我國消防監督審查制度的落實得到完善。