卫海东，王昊，黄雷

（中国建筑科学研究院有限公司建筑设计院，北京 100013）

1 引言

安全生产是工业企业的重中之重。近年来，随我国对外开放政策的实施，一批具有国际影响力的制造企业来华办厂，随之而来的还有境外保险公司的安全标准[1]，这给工业厂区的建设提出了新的要求。部分涉外企业工程想要利用既有厂房[2]，在这种情况下则需要根据实际情况做细致研究，发掘既有厂房的潜力，协调生产部门的需求，采取必要的工程技术措施使得既有厂房满足外资承保企业的消防安全标准。本文介绍北京市某工业厂区消防评估改造案例，为类似工程项目提供参考。

2 工程概况

某工厂为外资企业，由境外保险公司承保，厂区占地面积约14 650 m2。厂区内主要建筑有动力站、门卫室、两座综合厂房（一期综合厂房和二期综合厂房）。两座综合厂房规模相当，局部地上3层（车间部分为2层）、地下1层，建筑高度14.4 m，建筑耐火等级为二级。2017年，保险公司对该企业提出了针对综合厂房内两个房间的安全评估整改要求。本次改造工作依据我国消防规范并兼顾保险公司所依据的美国NFPA标准，重点就两个问题开展调查、研究，并给出改造方案：第一，就储放货品库房的火灾危险性与保险公司取得认可；第二，提出厂房构造、货架形式、消防喷淋系统整改建议。

3 火灾危险等级分析

该工厂生产、流转的产品以精密仪器为主，如编码器、测量仪器、控制器、控制线缆等。以下分别根据我国规范和保险公司依据的境外标准讨论改造场所的火灾危险等级。

3.1 一期厂房A房间

位于一期厂房内的A房间用于储存待发出的成品，由企业提供的该仓库储放货品、货品特性和比例如表1所示。

表1 某A房间货品汇总

A房间内储放的线缆均为袋装，采用有机聚合物（PP或PVC）塑料袋，线缆采用有机聚合物（PVC或PE）外皮。根据我国GB 50016—2014《建筑设计防火规范》(2018年版)[3]（以下简称《防火规范》）第3.1.3条，该货品属于火灾危险性丙类，为可燃固体。根据我国GB 50084—2017《自动喷水灭火系统设计规范》[4]（以下简称《灭火规范》）第3.0.2条，电缆储放仓库属于火灾危险等级之仓库危险级II级场所。

编码器零件为盒装，瓦楞纸外包装盒内衬海绵（聚氨酯）填充。根据《防火规范》第3.1.3条，该货品由于采用了可燃固体包装，但当包装质量占比不超过25%时，仍属于火灾危险性戊类。按《灭火规范》第3.0.2条，其储放仓库属于仓库危险级I级场所，但海绵包装体积过大时，可视为箱装A组塑料，属于仓库危险级III级场所。

金属外壳产品，根据《防火规范》第3.1.3条，该货品属于火灾危险性戊类。

纸箱包装材料，根据《防火规范》第3.1.3条，该货品属于火灾危险性丙类。根据《灭火规范》第3.0.2条，纸品储放仓库属于仓库危险级II级场所。

其他货品主要为维修备件，为纸盒装金属制品，部分纸盒内有发泡塑料。根据《防火规范》第3.1.3条，该货品属于火灾危险性戊类。根据《灭火规范》第3.0.2条，其储放仓库属于仓库危险级I级场所。

综上，A房间储存区的货品，根据我国《防火规范》，属于丙类场所；根据《灭火规范》所约束的火灾危险等级场所中，跨越了自“仓库危险I级”至“仓库危险III级（A组塑料）”多个范围，但A组塑料制品只占比较小的比例，故可按照“仓库危险级I级、II级场所中混杂储存仓库危险级III级场所物品”设计喷淋系统保护。

根据NFPA 13[5]Standard for the Installation of Sprinkler Systems（2016 Edition）第5.6.3.3条，当储放物品主要为木制品、纸制品、C组塑料，且A组塑料物品体积百分数在5%之内时，可以视为III类仓库（Class III）；同时依据第13.2.1条、第14.2.3.1条，采用双排货架（back to back shelf），且储物高度不大于3.7 m时，喷淋系统执行中危险2级（OH2）曲线设计。

可见，境外标准的要求相对于国内规范，在细节上的规定更为具体和明确，与境外标准相比，我国《灭火规范》未明确规定混合材料货物，特别是采用了塑料类包装货物的火灾危险等级。

3.2 二期厂房B车间

位于二期厂房内的B车间为控制线缆生产车间，车间内有一仓库用于储放生产原材料，包含3类物品：线缆、控制线接头、控制线固定卡条。根据现场调研，该仓库储放货品、货品特性和比例如表2所示。

表2 某B车间货品汇总

B车间内储放的线缆原料均为盘装，滚盘外侧有瓦楞纸包裹，线缆采用有机聚合物（PVC或PE）外皮。根据《防火规范》第3.1.3条，该货品属于火灾危险性丙类，为可燃固体。根据《灭火规范》第3.0.2条，电缆储放仓库属于火灾危险等级之仓库危险级II级场所。

塑壳采用纸盒包装，纸盒内有塑料袋封装，接头采用有机聚合物（PBT，聚对苯二甲酸丁二醇酯）塑料制成，是一种热塑性塑料。根据《防火规范》第3.1.3条，该货品属于火灾危险性丙类，为可燃固体。根据《灭火规范》第3.0.2条，PBT属于A组塑料，其储放仓库属于仓库危险级III级场所。

固定卡条均为盘装，滚盘外侧有瓦楞纸包裹，卡条由金属、有机聚合物（PVC或PE）制成。根据《防火规范》第3.1.3条，该货品属于火灾危险性丙类，为可燃固体。根据《灭火规范》第3.0.2条，因包含了塑料制品，应属于仓库危险级III级场所。

金属端子为盒装，瓦楞纸外包装盒内衬海绵（聚氨酯）填充。根据《防火规范》第3.1.3条，该货品由于采用了可燃固体包装，当包装质量占比不超过25%时，仍属于火灾危险性戊类。根据《灭火规范》第3.0.2条，其储放仓库属于仓库危险级I级场所。

根据《防火规范》，B车间的仓库属于丙类场所；并且由于其A组塑料物品的占比很高，根据《灭火规范》，该场所应按照“仓库危险级III级”设计喷淋系统保护。

根据NFPA 13（2016 Edition）第15.2.2.5条、第15.2.2.7条，采用单排货架（shelf storage），且储物高度不大于3.6 m的A组塑料，纸盒包装（cartoned）、非发泡塑料（unexpanded）的情况，喷淋系统的作用面积按232 m2，喷水强度的要求与仓库净高有关，净高4.6 m、6.1 m、9.7 m对应的喷水强度要求分别为12.2 L/（m2·min）、20.4 L/（m2·min）、24.4 L/（m2·min）。当采用双排货架（back to back shelf），其他条件不变时，根据第15.2.2.1条，喷淋系统的设计参数与货架高度和房间净高有关：货架不高于2.4 m、房间净高不大于4.3 m时，喷淋系统执行中危险2级（OH2）曲线设计；货架高度在2.4～3.7 m、房间净高不大于4.6 m时，作用面积按232 m2，喷水强度为18.3 L/（m2·min）。

可见，对于A组塑料这一类火灾危险等级高的场所，国内规范和境外标准规定的喷淋系统参数相当，且随货架高度和仓库净空高度的增加，系统的参数需增大。

4 厂房建筑改造分析

既有厂房在原始设计为光学及电子产品的组装场所，原设计将生产物品的火灾危险性类别定为丁类，但仅为生产操作厂房，不包含仓库。

而该工厂实际生产需求是：一期厂房包含产品临时储存、流转、检测区域；二期厂房包含控制线产品的生产和检测区域（对来料成型电缆进行加工，使之成为带接线端子的数据连接线，并进行检测）。从国内消防监督的角度来看，其消防问题在于以下方面：

1）部分房间实际被当作“库房”使用，属于改变工程建设备案的用途[6]，然而库房需执行高于厂房的消防设计标准；

2）库房内存放了大量的丙类物品，超越了原设计采用的丁类消防标准。

如果整体厂房按丙类厂房升级改造，代价过大，故在改造阶段需要严格定义厂房建筑仍为丁类厂房，厂房内的中间库房采用防火墙（耐火时限3 h）与厂房严格进行物理划分。作为“中间库”成立的条件，储放区的功能、面积、货品将受到如下限制：

1）中间库是用于存放与生产相关原材料的场所，不得用于存放其他物流货物；

2）中间库是应当依附于生产操作车间存在的，其面积不超过生产车间与库房总面积的25%；

3）存放的货品的种类和数量会受到限制，仅能存放不燃或难然物品；同时还需控制可燃包装质量不大于物品本身质量的1/4且可燃包装体积不大于物品本身体积的1/2。

对于一期厂房的A房间，受到的限制主要是前两条，该房间的面积之和在一期厂房的面积占比高达30%；对于第3条，需要避免在房间内存放纸箱、气泡膜这一类物流包装材料，避免存放电缆等可燃物品，并控制部分产品（如编码器）的海绵包装体积。对于B车间，受到的限制是第3条，电缆、塑壳备件均为丙类物品，因此，其库房不能定义为丁类中间库。

结合上述分析，提出以下改造措施：

1）A房间需将房间与走道及与其他厂房区域分隔的隔墙修改为防火墙。防火墙耐火时限为：3 h；采用75系列轻钢龙骨、里外贴双层15 mm厚耐火石膏板、石膏板内填50 mm厚超细玻璃棉，墙体厚度135 mm。

2）将A房间作为中间库，其对厂房室内的门改为乙级防火门。

3）A房间现有楼板为厂家定制的压型钢板与岩棉的复合楼板，楼板耐火时限不足1.5 h，可采用上下层均喷涂防火涂料满足耐火需求；B车间现有楼板为钢筋混凝土现浇楼板，楼板厚度150 mm，可以满足耐火时限1.5 h。

4）空调送回风管穿过A房间的墙体处补充设置70℃熔断关闭的防火阀。

5）增加应急照明、火灾自动报警系统相关设施；配电箱及开关设在A房间外。

6）B车间，需将所有货架高度降低至1.5 m以下，将该区域作为车间的一部分来考虑，而不是作为中间库房。

然而，NFPA 230Standard for the Fire Protection of Storage（2003 Edition）[7]的要求与国内标准相比是较为宽松的，根据NFPA 5000Building Construction and Safety Code（2015 Edition），第7.2.1.1条、第7.3.2.1条，当仓库储存的货品不包含易燃易爆品时，房间分隔墙的耐火极限，与该墙体的作用和可燃货品的距离有关[8]。非承重墙体、距离可燃货品1.5 m以上时，墙体耐火极限的要求仅为1 h，超过3 m时，则对墙体耐火极限不做要求。因此，根据国内规范提出的改造建议，可以同时满足境外标准。

5 自动灭火设施分析

根据本文第3节的分析，A房间属于“仓库危险级I级、II级场所中混杂储存仓库危险级III级场所物品”的场所，根据《灭火规范》第5.0.4条（表5.0.4-5），当货架高度不大于3.5 m时，采用增加货架内喷头是对于喷淋系统水量要求相对较小的一种方式，即天花喷水强度8 L/（m2·min），附加一层货架内喷头（动作6只喷头，水量约8 L/s），改造措施为增加一排货架内喷头。该喷淋系统同时能够满足境外标准NFPA 13中危险2级（OH2）曲线的要求。

货架内喷头需结合货架设置安装，喷淋支干管沿货架立柱由房间高位下降至1.8 m层板下方，在货架内敷设横支管，喷头安装在货架内1.8 m层板下方，该层采用实体层板。

B车间储存区域在建筑专业被定义为车间的一部分，但鉴于其生产用途，该区域仍然按照仓库危险级设置喷淋系统。该区域属于“仓库危险级III级”场所，当采用单排货架储物高度不超过3.0 m时，所需要的天花喷水强度均不低于12 L/（m2·min），而境外标准NFPA 13对于此类场所的喷淋系统喷水强度要求为12.2 L/（m2·min）。

针对由厂区消防泵房至B车间的喷淋系统管网做水力计算，计算示意图如图1、图2所示。

图1 喷淋系统水力计算示意图（泵房至厂房）

图2 B车间喷淋系统水力计算示意图（厂房内管网）

B车间储存区的面积为113 m2，经水力计算，实际工况点为：流量Q=32.7 L/s，扬程H=51.0 m。此时最不利点处的喷头压力为0.195 MPa，喷头流量111.7 L/min，保护面积8.475 m2，喷淋系统的实际喷水强度为13.2 L/（m2·min），此时消防水泵工况点如图3所示，喷淋作用强度同时达到了国内规范和境外标准的要求，故本次改造不再对B车间储存区的喷淋管网做调整。

6 货物存放形式分析

目前，在两个房间的储货区均采用了少量塑料储物盒。国内规范对于塑料储物盒没有针对性的约束，仅在《灭火规范》第5.0.7条，要求了层板的通透性和“钢质”材质，并应采用通透层板，层板通透部分的面积不小于层板总面积的50%；但参考NFPA 13第5.6.2.2条对于塑料托盘的约束：当Class I～Class IV的仓库场所采用了塑料托盘时，其火灾危险性需要提高一个等级。鉴于此，本次改造建议将目前使用的塑料储物盒全部更换为金属网筐。

另外，我国《灭火规范》将封闭层板货架视为堆垛储物，采用较低的喷淋系统参数的规定，与境外标准差异较大。境外标准在定义货架时，始终伴随着“排烟通道”的概念，即便采用封闭层板货架，但货物间仍可能存在间距，因此，燃烧状态与堆垛货物是存在差别的，存在火势蔓延迅速的风险，在工程实践中应尽量避免采用不通透货架层板的形式执行堆垛储物的条文规定。

7 结论与建议

本文讨论了某境外保险承保的工业企业利用既有厂房的消防评估及改造案例，改造通过对生产部门货物储放形式和物品种类加以严格限制，并对局部房间做建筑和消防设施的改造措施，维持了原设计丁类厂房的原则。这样的策略避免了将建筑升级为丙类仓库、丙类厂房带来的一系列近乎不可能完成的改造措施（如调整建筑防火间距、整体提高建筑耐火极限）。经过建筑改造和对货物储放形式的调整，该工厂取得了境外保险公司的认可，而本次改造的措施，同时也可以满足国内规范的消防要求。

尽管作为保险业界普遍公认的安全指导手册，NFPA标准在一些方面的要求比国内规范宽松，但境外保险公司对于企业消防安全设施和生产行为安全隐患的动态关注度更高。利用既有厂房企业的消防隐患由保险评估先于消防监督部门提出，这样的现象将随我国消防监督审查制度的落实得到完善。