楊小龍

（蘇州工業(yè)園區(qū)消防救援大隊(duì)，江蘇蘇州 215000）

0.引言

鋰電池因其高額定電壓、高儲(chǔ)存能量密度、高使用壽命以及綠色環(huán)保等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，在計(jì)算機(jī)、通訊、汽車(chē)等多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，也帶動(dòng)著多家鋰電池生產(chǎn)企業(yè)實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展[1]。然后，由于鋰電池自身的特性，隨著企業(yè)數(shù)量與生產(chǎn)規(guī)模的不斷提升，其生產(chǎn)環(huán)節(jié)的火災(zāi)隱患也隨之增多，近年來(lái)鋰電池生產(chǎn)環(huán)節(jié)的火災(zāi)事故頻發(fā)，給行業(yè)發(fā)展造成了嚴(yán)重的打擊。因此，深入研究鋰電池生產(chǎn)企業(yè)的消防安全問(wèn)題，制定完善的生產(chǎn)環(huán)節(jié)安全防治措施具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1.鋰電池生產(chǎn)企業(yè)火災(zāi)的成因

由于鋰電池獨(dú)特的內(nèi)部構(gòu)成，若出現(xiàn)外部環(huán)境溫度過(guò)高、電池充電過(guò)度、遭到強(qiáng)烈的外力沖撞、壓縮、電池內(nèi)部短路等情況時(shí)，容易導(dǎo)致電池出現(xiàn)熱失控的問(wèn)題，使得鋰電池產(chǎn)生燃燒并發(fā)生爆炸事故，若爆炸蔓延至其他區(qū)域產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，就釀成了嚴(yán)重的火災(zāi)事故[2]。除此之外，鋰電池的生產(chǎn)工藝流程（見(jiàn)表1）中多個(gè)環(huán)節(jié)需要在高溫環(huán)境下進(jìn)行，也為鋰電池的生產(chǎn)加工埋下了一定的安全隱患[3]。

表1 鋰電池生產(chǎn)工藝流程示意

2.鋰電池生產(chǎn)企業(yè)消防安全方面存在的問(wèn)題

目前鋰電池廠房在消防安全設(shè)計(jì)方面的主要參考依據(jù)為《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50016-2014）及其他相關(guān)消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范，但上述的所有消防規(guī)范都沒(méi)有為鋰電池生產(chǎn)企業(yè)制定較為明確、具體的規(guī)定。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)目前大多數(shù)鋰電池生產(chǎn)企業(yè)的建筑均被劃分為丙類(lèi)或丙類(lèi)以下的火災(zāi)危險(xiǎn)性建筑[4]。但最近幾年鋰電池企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)火災(zāi)事故頻發(fā)，也讓我們意識(shí)到，鋰電池企業(yè)的生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)較高，生產(chǎn)廠房與儲(chǔ)存?zhèn)}庫(kù)這些建筑的火災(zāi)危險(xiǎn)性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)有的等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)，并且大部分企業(yè)在建筑消防設(shè)計(jì)方面存在不少問(wèn)題與缺陷。

3.優(yōu)化鋰電池生產(chǎn)企業(yè)的防火設(shè)計(jì)

為提高鋰電池生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)安全，應(yīng)首先優(yōu)化現(xiàn)存的消防設(shè)計(jì)，盡量做到事前預(yù)防，從生產(chǎn)源頭處消除安全事故隱患。

3.1 明確鋰電池生產(chǎn)企業(yè)的防火分區(qū)

各大鋰電池生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)當(dāng)根據(jù)相關(guān)消防規(guī)范，嚴(yán)格限定生產(chǎn)廠房的耐火級(jí)別、允許建筑面積與層數(shù)，從而合理規(guī)劃防火分區(qū)，如表2所示。

表2 生產(chǎn)廠房限定條件

鋰電池生產(chǎn)企業(yè)還應(yīng)當(dāng)根據(jù)相應(yīng)的建筑與消防規(guī)范，嚴(yán)格限定產(chǎn)品倉(cāng)庫(kù)的耐火等級(jí)、廠房的最大允許層數(shù)以及不同防火分區(qū)下最大允許面積，如表3所示。

表3 產(chǎn)品倉(cāng)庫(kù)限定條件

3.2 明確鋰電池生產(chǎn)企業(yè)的建筑防火間距

目前不少鋰電池生產(chǎn)企業(yè)為提升生產(chǎn)能力或擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，大部分企業(yè)均采用多層式廠房與多層式倉(cāng)庫(kù)，并且這些廠房與倉(cāng)庫(kù)的建筑耐火等級(jí)通常都是一級(jí)或二級(jí)，因此，參考相關(guān)消防規(guī)范的要求，應(yīng)當(dāng)將其與周邊建筑的防火間距界定如表4所示。

表4 各類(lèi)廠房與倉(cāng)庫(kù)的防火間距限定

3.3 優(yōu)化鋰電池生產(chǎn)企業(yè)的安全疏散設(shè)計(jì)

《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中明確指出：針對(duì)火災(zāi)危險(xiǎn)性為丙類(lèi)、耐火等級(jí)為一級(jí)或二級(jí)的多層式廠房，其建筑范圍內(nèi)任意位置距離最近安全出口不得大于60m。建筑內(nèi)部安全通道的出口門(mén)、樓梯與過(guò)道的凈寬應(yīng)當(dāng)根據(jù)需要疏散的員工數(shù)量而定，其中樓梯的凈寬最小不得低于1.1m；而對(duì)于產(chǎn)品倉(cāng)庫(kù)而言，因?yàn)榇蟛糠制髽I(yè)不會(huì)在倉(cāng)庫(kù)中安排較多工作人員，因此相關(guān)規(guī)范也未頒布明確的倉(cāng)庫(kù)疏散規(guī)定，但各大生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)當(dāng)保證在倉(cāng)庫(kù)各個(gè)防火分區(qū)內(nèi)設(shè)置至少2個(gè)以上的安全疏散岀口。

3.4 優(yōu)化鋰電池生產(chǎn)企業(yè)的救援設(shè)施設(shè)計(jì)

參考消防相關(guān)規(guī)定，企業(yè)的生產(chǎn)火災(zāi)危險(xiǎn)應(yīng)為丙類(lèi)、占地面積超過(guò)3000m2的丙類(lèi)生產(chǎn)廠房）、占地面積超過(guò)1500m2的倉(cāng)庫(kù)中布置消防車(chē)道，如果條件受限，企業(yè)應(yīng)當(dāng)在建筑外側(cè)布置消防車(chē)道。根據(jù)鋰電池生產(chǎn)企業(yè)的規(guī)模。

3.5 強(qiáng)化老化處理工藝流程的消防設(shè)計(jì)

老化處理是鋰電池制造工藝中不可或缺的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，目前不同企業(yè)的老化處理在工藝流程上存在一定的差異性，但是這些工藝流程均存在一定的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，因此各大鋰電池生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)當(dāng)對(duì)此給予高度重視。

在進(jìn)行鋰電池的高溫老化處理時(shí)，一些類(lèi)型的電池需要在40℃～80℃的高溫環(huán)境下持續(xù)通電4h～48h，以此從生產(chǎn)的產(chǎn)品中篩選出不合格的電池。如果生產(chǎn)企業(yè)未對(duì)這些不合格電池進(jìn)行妥善的隔離處理，可能導(dǎo)致電池燃燒、爆炸，從而釀成嚴(yán)重的火災(zāi)事故。

因此，各大鋰電池生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)當(dāng)基于企業(yè)所選用的老化處理工藝流程特點(diǎn)，使用實(shí)體磚墻將老化處理區(qū)域與其他區(qū)域隔離開(kāi)來(lái)，并將不合格電池安置于專(zhuān)門(mén)的處理柜中進(jìn)行隔離處理，以防止電池燃燒時(shí)出現(xiàn)火災(zāi)蔓延的情況。

4.完善鋰電池生產(chǎn)企業(yè)的消防設(shè)施建設(shè)

4.1 完善建筑外部消防給水系統(tǒng)

鋰電池生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)當(dāng)在生產(chǎn)區(qū)域的所有建筑外部布置消防栓系統(tǒng)。參照消防給水方面的相關(guān)要求，廠房與倉(cāng)庫(kù)的消防栓在用水量方面應(yīng)當(dāng)符合以下標(biāo)準(zhǔn)，如表5所示。

表5 建筑外部消防栓用水量標(biāo)準(zhǔn)

4.2 完善建筑內(nèi)部消防給水系統(tǒng)

根據(jù)相關(guān)消防規(guī)范規(guī)定，占地面積超過(guò)300m2的建筑應(yīng)當(dāng)在建筑內(nèi)部布置消防栓系統(tǒng)，建筑內(nèi)部消防系統(tǒng)的進(jìn)水管應(yīng)當(dāng)不低于2根，消火栓之間的距離的間距應(yīng)當(dāng)不超過(guò)30m；建筑內(nèi)部消防系統(tǒng)的用水量應(yīng)當(dāng)符合以下標(biāo)準(zhǔn)，如表6所示。

表6 建筑內(nèi)部消防栓用水量標(biāo)準(zhǔn)

4.3 布置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)

根據(jù)相關(guān)消防規(guī)范，占地面積超過(guò)1500m2或建筑整體面積超過(guò)3000m2的建筑應(yīng)當(dāng)布置自動(dòng)應(yīng)設(shè)置消防噴水滅火系統(tǒng)[5]。鋰電池生產(chǎn)企業(yè)作為生產(chǎn)人員分布較為密集的企業(yè)，如果生產(chǎn)區(qū)域出現(xiàn)火災(zāi)，有很大幾率造成經(jīng)濟(jì)損失巨大、人員傷亡嚴(yán)重的重要災(zāi)害，因此應(yīng)當(dāng)在廠房與倉(cāng)庫(kù)建筑內(nèi)部合理布置消防噴水滅火系統(tǒng)。

鋰電池生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)較高，因此應(yīng)當(dāng)結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情況，設(shè)定各類(lèi)建筑的火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)，并以此為依據(jù)選擇消防噴水滅火系統(tǒng)的出水強(qiáng)度。一般而言，應(yīng)當(dāng)將生產(chǎn)廠房的火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)設(shè)定為中等危險(xiǎn)I級(jí)，將系統(tǒng)的出水強(qiáng)度設(shè)定為6L/min·m2，噴射覆蓋面積為160m2，出水量設(shè)定為21L/s；對(duì)于產(chǎn)品倉(cāng)庫(kù)而言，一般將火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)設(shè)定為倉(cāng)庫(kù)危險(xiǎn)II級(jí)，儲(chǔ)物高度不超過(guò)3.5m，將系統(tǒng)的噴水強(qiáng)度設(shè)定為8L/min·m2，噴射覆蓋面積為160m2，出水量設(shè)定為30L/s，通過(guò)設(shè)定鋰電池各類(lèi)型建筑中消火栓的用水量與消防噴水滅火系統(tǒng)的噴水強(qiáng)度，可計(jì)算出整個(gè)生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)消防水池的容量[6]。

4.4 布置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)

根據(jù)相關(guān)消防規(guī)范，占地面積超過(guò)1500m2或建筑整體面積超過(guò)3000m2的建筑應(yīng)當(dāng)布置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，因此，鋰電池生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要，在生產(chǎn)廠房與產(chǎn)品倉(cāng)庫(kù)內(nèi)布置相應(yīng)的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)[7]。

4.5 完善防排煙系統(tǒng)

根據(jù)相關(guān)消防規(guī)范，火災(zāi)危險(xiǎn)性為丙類(lèi)，占地面積超過(guò)300m2且人員密集或可燃物較多的生產(chǎn)廠房與火災(zāi)危險(xiǎn)性為丙類(lèi)，占地面積超過(guò)1000m2的產(chǎn)品倉(cāng)庫(kù)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行有效的排煙設(shè)計(jì)，對(duì)于鋰電池生產(chǎn)企業(yè)而言，可選擇機(jī)械排煙或自然排煙等兩種方式，若選擇自然排煙的方式，其排煙口的整體面積大小應(yīng)當(dāng)不低于所在建筑整體面積的2%～5%，排煙口距離所在防煙區(qū)域最遠(yuǎn)端的水平距離應(yīng)當(dāng)不高于30m[8]。

如果企業(yè)受到條件限制，使得排煙口的整體面積難以達(dá)到上述標(biāo)準(zhǔn)或排煙口與方言區(qū)與最遠(yuǎn)端的水平距離難以達(dá)到上述標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)當(dāng)選用機(jī)械排煙的方式，在建筑內(nèi)部裝設(shè)機(jī)械排煙系統(tǒng)，系統(tǒng)的排煙量應(yīng)當(dāng)不低于以下標(biāo)準(zhǔn)，建筑空間凈高小于或等于6m的場(chǎng)所，其排煙量應(yīng)按不小于60m3/（h·m2）計(jì)算，且取值不小于15000m3/h，建筑空間凈高大于6m參照《GB 51251-2017 建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》[9]。

4.6 完善滅火設(shè)備的配置

根據(jù)鋰電池生產(chǎn)環(huán)節(jié)可能存在的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)因素，各大鋰電池生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)當(dāng)遵循A類(lèi)火災(zāi)場(chǎng)所的要求，在廠房與倉(cāng)庫(kù)等高危建筑內(nèi)部配置足夠數(shù)量的干粉滅火器。參照滅火器方面的相關(guān)規(guī)定，在鋰電池生產(chǎn)企業(yè)的建筑內(nèi)部，手提式滅火器的最大保護(hù)距離應(yīng)當(dāng)設(shè)定為20m，推車(chē)式滅火器應(yīng)當(dāng)設(shè)定為40m，單據(jù)滅火器的最小滅火等級(jí)應(yīng)當(dāng)不低于2A，最大覆蓋面積為75m2/A。

5.結(jié)語(yǔ)

隨著鋰電池生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量的不斷增加與企業(yè)規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大，鋰電池生產(chǎn)環(huán)節(jié)可能的安全隱患也不斷增多，使得火災(zāi)事故頻發(fā)。因此，強(qiáng)化鋰電池生產(chǎn)企業(yè)的消防安全已刻不容緩。各大鋰電池生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)當(dāng)對(duì)生產(chǎn)安全給予高度重視，在實(shí)際的鋰電池生產(chǎn)中，嚴(yán)格遵循相關(guān)建筑與消防的規(guī)范，優(yōu)化鋰電池生產(chǎn)企業(yè)的防火設(shè)計(jì)，完善鋰電池生產(chǎn)企業(yè)的消防設(shè)施建設(shè)，從而保證鋰電池生產(chǎn)的效率與安全。