鋼結(jié)構(gòu)廠房消防設(shè)計(jì)總結(jié)

鋼結(jié)構(gòu)廠房消防設(shè)計(jì)總結(jié)

鋼結(jié)構(gòu)體系廠房是指由維護(hù)、墻體及隔斷結(jié)構(gòu)與鋼管架支承結(jié)構(gòu)共同組成的廠房體系。這種結(jié)構(gòu)體系與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系相比具有較大優(yōu)勢(shì)：

1、由于采用了輕型屋頂及墻體結(jié)構(gòu)，而且其支撐鋼結(jié)構(gòu)的材料強(qiáng)度高，用料省，體型小，所以自重較輕。結(jié)構(gòu)重量輕減少了運(yùn)輸和吊裝費(fèi)用，基礎(chǔ)負(fù)載也相應(yīng)減少,減低了基礎(chǔ)造價(jià)。

2、由于鋼材強(qiáng)度高，房屋自重輕，故以鋼骨架作支承結(jié)構(gòu)時(shí),可建造開(kāi)間、進(jìn)深較大的房屋，而且所需構(gòu)件的截面小，在相同建筑面積下的建筑空間利用率增加5％-7％。

3、鋼結(jié)構(gòu)具有良好的延性,抗震性能好且受損輕，而且由于鋼材便于加工,災(zāi)后容易修復(fù)。

4、鋼結(jié)構(gòu)除基礎(chǔ)外,構(gòu)件全部由專業(yè)工廠標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn),建筑質(zhì)量容易保證；工業(yè)化程度高，施工速度快，施工周期比傳統(tǒng)建筑可縮短一半；各部件運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)組裝，施工現(xiàn)場(chǎng)文明,現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)少，噪聲粉塵和建筑垃圾也少；施工作業(yè)受天氣及季節(jié)影響較少,并且可以工廠制作與現(xiàn)場(chǎng)安裝平行進(jìn)行，甚至一些標(biāo)準(zhǔn)化的廠房體系，可以隨訂貨，隨建造,大大縮短建造周期和資金占用時(shí)間。

5、環(huán)境破壞及污染少，改建和拆遷容易，材料的回收和再生利用率高。

隨著我國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，鋼材產(chǎn)量和質(zhì)量持續(xù)提高，價(jià)格逐步下降，鋼結(jié)構(gòu)的造價(jià)也相應(yīng)有較大幅度的降低，因此在現(xiàn)代工廠設(shè)計(jì)中得到越來(lái)越多的采用。然而，輕鋼結(jié)構(gòu)建筑耐火等級(jí)較低，大空間、大跨度廠房對(duì)防火分區(qū)又提出新的要求，這些問(wèn)題有的可以采取技術(shù)措施解決，有的還沒(méi)有完美的解決方案�，F(xiàn)就上述設(shè)計(jì)問(wèn)題進(jìn)行初步探討:一、輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的耐火等級(jí)

輕鋼結(jié)構(gòu)廠房的承重構(gòu)件一般為鋼柱、網(wǎng)架，建筑外表面覆以彩色鋁鋅鋼板或鍍鋁鋅鋼板等。根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》，其柱、梁的耐火時(shí)間均為0.25～0.5小時(shí)，建筑物的耐火等級(jí)僅為四級(jí)(耐火等級(jí)較低)。以中密度纖維板廠或家具廠單層輕鋼結(jié)構(gòu)廠房為例，其生產(chǎn)類別為丙類，規(guī)范要求的最低耐火等級(jí)為三級(jí)，這樣，輕鋼結(jié)構(gòu)廠房就不夠資格作丙類廠房。

解決的方法，可在柱、梁表面覆以1.5厘米厚的LG防火隔熱涂料或2厘米厚的LY防火隔熱涂料保護(hù)層，其耐火時(shí)間可達(dá)1.5～2.3小時(shí)，這樣，建筑物的耐火等級(jí)可按三級(jí)考慮，滿足規(guī)范要求，但應(yīng)注意，應(yīng)要求輕鋼結(jié)構(gòu)廠家在作結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)考慮防火涂層的重量。二、輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的防火分區(qū)

現(xiàn)代工業(yè)要求的廠房常是大空間、大跨度、通透的。為有效的把火災(zāi)控制在較小范圍內(nèi)，《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》要求在建筑物內(nèi)劃分防火分區(qū)，并明文規(guī)定了各級(jí)防火分區(qū)的最大允許面積�，F(xiàn)輕鋼廠房的占地面積通常較大，如中密度纖維板廠主車間的建筑面積一般都超過(guò)5000平方米，而規(guī)范允許的分區(qū)面積為3000平方米(生產(chǎn)類別為丙類，采取防火涂層保護(hù)后，耐火等級(jí)按三級(jí)考慮)，因此應(yīng)作防火分區(qū)的分隔。

防火分區(qū)在普通民用建筑中較易實(shí)現(xiàn)，如在門、廳、樓梯等處采取一些技術(shù)措施，用防火墻、防火門、防火卷簾加水幕都可以較好的解決，若建筑內(nèi)設(shè)有自動(dòng)噴水滅火設(shè)備，每層最大允許建筑面積還可增加一倍。但若試圖把這些技術(shù)措施平移到大面積的輕鋼結(jié)構(gòu)廠房，就會(huì)遇到問(wèn)題。1.防火墻與防火分區(qū)

因成套設(shè)備生產(chǎn)線的工藝要求，不可能用防火墻把廠房一分兩半，這樣截?cái)嗔诉B貫的生產(chǎn)線設(shè)備，也不利于物料及半成品、成品的運(yùn)輸。而且，從生產(chǎn)管理的角度，業(yè)主也不會(huì)接受這樣的方案。2.防火卷簾與防火分區(qū)

民用建筑中通用的防火門與防火卷簾，在面對(duì)大跨度的輕鋼廠房時(shí)，也不很合適。如某刨花板車間，單跨達(dá)36米，如何定制這樣大跨度的防火卷簾呢，這樣的卷簾，因跨度太大，在收放時(shí)很難控制，容易卡在滑槽里，且造價(jià)又高，工程實(shí)踐中極少見(jiàn)。3.自動(dòng)噴水滅火與防火分區(qū)

能否在整個(gè)車間設(shè)自動(dòng)噴水滅火裝置，使允許的防火分區(qū)面積增加一倍，從而滿足規(guī)范要求呢。這有兩個(gè)問(wèn)題：

(1)單層輕鋼結(jié)構(gòu)車間的高度大多遠(yuǎn)超過(guò)8米，而根據(jù)第4.3.2條，超過(guò)8米的大空間建筑物，安裝閉式噴頭的作用就不大了。

(2)有的丙類三級(jí)單層輕鋼車間面積達(dá)9000平方米，需分三個(gè)防火分區(qū)，若全車間安裝自噴，則防火分區(qū)允許面積雖擴(kuò)大一倍，但仍然不夠(安裝自噴后，防火分區(qū)的允許面積從3000平方米擴(kuò)大到6000平方米，但仍小于9000平方米)。4.獨(dú)立水幕與防火分區(qū)

用獨(dú)立的水幕作防火分隔，是我院經(jīng)常采用的方案，作一條防火水幕帶，區(qū)域?qū)?米，流量2升/秒米。這種分隔方式很靈活，不像防火墻要把車間截成兩半，也沒(méi)有大跨度防火卷簾的麻煩，理論上多大的跨度都行，一般正常生產(chǎn)時(shí)，就好像它不存在，一旦有火災(zāi)需要防火分隔時(shí)，它可以立即實(shí)現(xiàn)有效分隔。但是，單獨(dú)水幕作防火分隔也有三大難題：

(1)需水量太大，水池造價(jià)高。仍以跨度36米計(jì)算，水幕供水量為2升/秒米，按消防歷時(shí)2小時(shí)考慮，則水幕貯水量應(yīng)為518立方米，再加上室內(nèi)外消火栓的貯水量，則消防水池的造價(jià)較高。

(2)水幕啟動(dòng)時(shí)，大量的水突然噴泄而下，會(huì)對(duì)昂貴的生產(chǎn)設(shè)備造成較大的損失。如果車間內(nèi)發(fā)生了局部較小的火災(zāi)，幾支滅火器加一支水槍就能解決，此時(shí)冒然啟動(dòng)水幕防火分隔，則也許水幕的大水造成的損失會(huì)比局部火災(zāi)的損失更大。因此需嚴(yán)格掌握水幕的啟動(dòng)時(shí)機(jī)。它只適于火勢(shì)燒了半個(gè)車間，并有蔓延之勢(shì)時(shí)啟動(dòng)。為防止誤動(dòng)作造成損失，我院設(shè)計(jì)的車間水幕，大多采用人工手動(dòng)啟動(dòng)，通常只依靠幾個(gè)閉式噴頭來(lái)啟動(dòng)水幕的方式在這里不可靠。

(3)有效維護(hù)麻煩，沒(méi)有辦法試水，來(lái)檢驗(yàn)水幕系統(tǒng)可靠性。理論上，如果車間建造安裝時(shí)，先安裝消防設(shè)施，再安裝生產(chǎn)設(shè)備，則有機(jī)會(huì)在水幕安裝完畢，但生產(chǎn)設(shè)備還末安裝時(shí)，讓水幕試水。但是，在工程實(shí)踐中，為早日投產(chǎn)，大多把生產(chǎn)設(shè)備當(dāng)作第一重要，一到貨立即安裝，消防設(shè)施都排在了后面。那么，在水幕安裝完畢后，大家將永不知道它的實(shí)際噴水情況如何(除非發(fā)生大火災(zāi)，才有機(jī)會(huì)一試)，但如果平時(shí)無(wú)法試水維護(hù)，在關(guān)鍵時(shí)刻水幕工作不正常怎么辦。試水的問(wèn)題只好在技術(shù)上近似解決，在設(shè)計(jì)時(shí)，消防泵房水幕泵的出水管上可設(shè)試水管及試水閥門，利于平時(shí)檢驗(yàn)水幕泵的工作狀態(tài)。但車間上方的水幕管與水幕噴頭是否阻塞，噴水是否均勻，就無(wú)法測(cè)試了。

5.另一種解決方案

對(duì)于防火分區(qū)，還有另一種解決方案：根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》第3.3.1條，四級(jí)耐火等級(jí)廠房之間的防火間距為18米，依此類推，如在生產(chǎn)類別為丙類，耐火等級(jí)為三級(jí)的輕鋼結(jié)構(gòu)單層廠房?jī)?nèi)部設(shè)一區(qū)域?qū)?8米的防火隔離帶，在隔離帶里沒(méi)有可燃物，理論上，是否可看作有效的防火分隔呢?實(shí)際設(shè)計(jì)中，可以控制隔離帶內(nèi)沒(méi)有堆放生產(chǎn)原料、半成品等可燃物，但肯定有生產(chǎn)線的設(shè)備，而設(shè)備的橡膠傳送帶是可燃的，傳送帶上的原料或半成品也是可燃的，不過(guò)，傳送帶可以在有火災(zāi)時(shí)停下來(lái)，可燃物不多，一支水槍可有效封鎖，那么，上述的這樣一個(gè)隔離帶究竟算不算防火分區(qū)的有效分隔呢。規(guī)范沒(méi)有明文規(guī)定算或不算，按慣例，此類情況需與當(dāng)?shù)氐南�防審批部門協(xié)商研究，以求解決。三、總結(jié)

綜上所述，因輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的耐火等級(jí)較低，相應(yīng)的允許防火分區(qū)面積也較低，但現(xiàn)代工業(yè)廠房又不允許硬性分隔，而采用獨(dú)立水幕的方式雖可行，但不理想，我們?nèi)孕柙谠O(shè)計(jì)中不斷探索，盡力找出更好的方案。新的建筑技術(shù)的應(yīng)用，給我們的消防設(shè)計(jì)帶來(lái)新的挑戰(zhàn)，設(shè)計(jì)人員需多方面考慮問(wèn)題，在分析比較中尋找更合適的方案。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅猛發(fā)展，企業(yè)生產(chǎn)倉(cāng)儲(chǔ)用房日趨大型化，而鋼結(jié)構(gòu)骨架建造的廠房，因具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高，抗震性能好，施工周期短，建筑工業(yè)化程度高，空間利用率大，節(jié)省投資等優(yōu)點(diǎn)，而被投資者大量應(yīng)用。鋼材雖是一種不燃燒的材料，卻是熱的良導(dǎo)體，極易傳導(dǎo)熱量，在未進(jìn)行防火處理的情況下，火災(zāi)時(shí)強(qiáng)度會(huì)迅速下降，出現(xiàn)塑性變形，產(chǎn)生局部損壞，造成鋼結(jié)構(gòu)整體倒塌失效。此類鋼結(jié)構(gòu)建筑還存在空間大，火勢(shì)蔓延快，設(shè)備、人員密集，疏散困難等特點(diǎn)，一旦發(fā)生火災(zāi)，常用的自動(dòng)消防設(shè)施很難發(fā)揮預(yù)期作用，人員疏散和滅火救援難度較大，有造成群死群傷的潛在危險(xiǎn)。從建筑設(shè)計(jì)施工的初期階段采用合理的預(yù)防措施，以避免和減少鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中整體跨塌，就顯得尤為重要。一、鋼結(jié)構(gòu)火災(zāi)時(shí)的理化性能

建筑用鋼(Q235、Q345鋼等)在全負(fù)荷的情況下失去靜態(tài)平衡穩(wěn)定性的臨界溫度為540℃左右。鋼材的機(jī)械性能隨溫度的不同而有變化，當(dāng)溫度升高時(shí)，鋼材的屈服強(qiáng)度，抗拉強(qiáng)度和彈性模量的總趨勢(shì)是降低的，但在150℃以下時(shí)變化不大。當(dāng)溫度在250℃左右時(shí)，鋼材的抗拉強(qiáng)度反而有較大提高，但這時(shí)的相應(yīng)伸長(zhǎng)率較低、沖擊韌性變差，鋼材在此溫度范圍內(nèi)破壞時(shí)常呈脆性破壞特征，稱為“藍(lán)脆”。如在“藍(lán)脆”溫度范圍內(nèi)進(jìn)行鋼材的機(jī)械加工，則易產(chǎn)生裂紋，故應(yīng)力求避免。當(dāng)溫度超過(guò)300℃時(shí)，鋼材的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和彈性模量開(kāi)始顯著下降，而伸長(zhǎng)率開(kāi)始顯著增大，鋼材產(chǎn)生徐變;當(dāng)溫度超過(guò)400℃時(shí)，強(qiáng)度和彈性模量都急劇降低;到500℃左右，其強(qiáng)度下降到40%～50%，鋼材的力學(xué)性能，諸如屈服點(diǎn)、抗壓強(qiáng)度、彈性模量以及荷載能力等都迅速下降，低于建筑結(jié)構(gòu)所要求的屈服強(qiáng)度。我國(guó)20世紀(jì)90年代初對(duì)裸露鋼梁的耐火極限進(jìn)行了驗(yàn)證，確認(rèn)了I36b、I40b標(biāo)準(zhǔn)工字鋼梁的耐火極限分別為15min、16min(鋼梁內(nèi)部達(dá)到臨界溫度：平均溫度538℃，最高溫度649℃)。因此，若用沒(méi)有防火保護(hù)的普通建筑用鋼作為建筑物承載的主體，一旦發(fā)生火災(zāi)，則建筑物會(huì)迅速坍塌，對(duì)人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重的損失。

二、鋼結(jié)構(gòu)廠房的防火措施

通過(guò)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)火災(zāi)時(shí)的理化性質(zhì)數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計(jì)，解決好鋼結(jié)構(gòu)抗高溫能力是預(yù)防和減少火災(zāi)時(shí)大跨度建筑跨塌危險(xiǎn)的有效途徑。解決好鋼結(jié)構(gòu)的抗高溫能力，可以運(yùn)用“此消彼長(zhǎng)”的原理，從提高鋼結(jié)構(gòu)耐火極限以和迅速降低火場(chǎng)溫度兩方面考慮。

1、阻隔溫度，提高鋼結(jié)構(gòu)耐火極限

我國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)防火主要采用防火涂料、發(fā)泡防火漆和外包防火層等方法。

⑴防火涂料法

防火涂料法就是在鋼結(jié)構(gòu)上噴涂防火涂料以提高其耐火極限。目前，我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)防火涂料主要分為薄涂型和厚涂型兩類，即薄型(B類，包括超薄型)和厚型(H類)。薄型涂層厚度在7mm以下，在火災(zāi)時(shí)能吸熱膨脹發(fā)泡，形成泡沫狀炭化隔熱層，從而阻止熱量向鋼結(jié)構(gòu)傳遞，延緩鋼結(jié)構(gòu)溫升，起到防火保護(hù)作用;厚型涂層厚度為8-50mm，涂層受熱不發(fā)泡，依靠其較低的導(dǎo)熱率來(lái)延緩鋼結(jié)構(gòu)溫升，起到防火保護(hù)作用。兩者具有不同的性能特點(diǎn)，分別適用于不同場(chǎng)合：①室內(nèi)裸露鋼結(jié)構(gòu)、輕型屋蓋鋼結(jié)構(gòu)及有裝飾要求的鋼結(jié)構(gòu)，當(dāng)規(guī)定耐火極限在1.5h及以下時(shí)，宜選用薄涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。②室內(nèi)隱蔽鋼結(jié)構(gòu)、高層全鋼結(jié)構(gòu)及多層廠房鋼結(jié)構(gòu)，當(dāng)規(guī)定其耐火極限在1.5h以上時(shí)，應(yīng)選用厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。

⑵發(fā)泡防火漆法

防火漆是由成膜劑、阻燃劑、發(fā)泡劑等多種材料制造而成的一種阻燃涂料。防火漆與一般油漆相比，在物理性能方面基本一樣，不同的是它干燥以后，漆膜本身不易燃燒，遇火時(shí)，能推遲火焰延燒到涂漆的可燃物上，具有一定的防火性能。據(jù)試驗(yàn)：將一般油漆與防火漆分別涂在木板上，干燥后，用同樣的火焰烘烤，涂一般油漆的木板，不到2分鐘就和油漆一道焦灼;而涂非膨脹惰氣型防火漆的木板，2分鐘后僅出現(xiàn)陰燃現(xiàn)象，靜置30秒后立即熄滅;涂膨脹惰氣型防火漆的木板，即使烘烤15分鐘，連陰燃現(xiàn)象也未出現(xiàn)。由此可見(jiàn)，用防火漆涂于物體表面，一旦發(fā)生火災(zāi)，的確能在定時(shí)間里阻止火勢(shì)蔓延，保護(hù)物體表面，從而為滅火戰(zhàn)爭(zhēng)取寶貴的時(shí)間。

⑶外包防火層法

外包防火層法就是在鋼結(jié)構(gòu)外表添加外包層，可以現(xiàn)澆成型，也可以采用噴涂法�，F(xiàn)澆成型的實(shí)體混凝土外包層通常用鋼絲網(wǎng)或鋼筋來(lái)加強(qiáng)，以限制收縮裂縫，并保證外殼的強(qiáng)度。噴涂法可以在施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)表面涂抹砂泵以形成保護(hù)層，砂泵可以是石灰水泥或是石膏砂漿，也可以摻入珍珠巖或石棉。同時(shí)外包層也可以用珍珠巖、石棉、石膏或石棉水泥、輕混凝土做成預(yù)制板，采用膠粘劑、釘子、螺栓固定在鋼結(jié)構(gòu)上。外包防火層法通常應(yīng)用于鋼柱。

隨著技術(shù)發(fā)展，用防火板作保護(hù)層技術(shù)越來(lái)越完善，應(yīng)用越來(lái)越廣。防火板鋼結(jié)構(gòu)防火保護(hù)主要用于耐火等級(jí)為一、二級(jí)的建筑物的鋼柱、梁、樓板和屋頂承重構(gòu)件，設(shè)備的承重鋼框架、支架、裙座等鋼構(gòu)件進(jìn)行包覆和屏蔽，以阻隔火焰和熱量，降低鋼結(jié)構(gòu)的升溫速率，將鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限由0.25h提升到設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的耐火極限。

2、迅速排煙，降低火場(chǎng)溫度

一般室內(nèi)火災(zāi)的自然發(fā)展過(guò)程大體分成三個(gè)主要階段，即：初期增長(zhǎng)階段、充分發(fā)展階段及衰減階段。

災(zāi)發(fā)展的初期增長(zhǎng)階段，隨著放出熱量迅速增多，在可燃物上方形成溫度較高、不斷上升的火羽流。當(dāng)羽流受到房間頂棚的阻擋后，便在頂棚下方向四面擴(kuò)散開(kāi)來(lái)，形成了沿頂棚表面平行流動(dòng)的較薄的熱煙氣層，達(dá)到了一定厚度時(shí)又會(huì)慢慢向室內(nèi)中部擴(kuò)展，不久就會(huì)在頂棚下方形成逐漸增厚的熱煙氣層。當(dāng)火災(zāi)達(dá)到充分發(fā)展階段，熱煙氣層的溫度與中心溫度相差無(wú)幾。

如果室內(nèi)有通向外部的開(kāi)口(如門和窗)，則當(dāng)煙氣層的厚度低于開(kāi)口的上沿高度時(shí)，煙氣便可由此流到室外。開(kāi)口便起著向外排煙的作用。在建筑火災(zāi)的發(fā)展過(guò)程中，煙氣的排放相當(dāng)重要，煙氣排放速率的大小決定著煙氣層高度的變化情況。當(dāng)排放速率大于煙氣的產(chǎn)生速率時(shí)，煙氣層的高度會(huì)逐漸升高，最終保持在對(duì)人沒(méi)有威脅的高度。

在建筑防排煙工程中，常用的三種方式是：自然排煙、機(jī)械加壓送風(fēng)防煙和機(jī)械排煙。自然排煙和機(jī)械排煙是控制煙氣下降的常用方法，在實(shí)際應(yīng)用中多采用前者，與機(jī)械排煙相比自然排煙有其自身的優(yōu)點(diǎn)。一是無(wú)大的動(dòng)力設(shè)備，運(yùn)行維修費(fèi)用也少，且平時(shí)可兼作換氣用;二是在頂棚開(kāi)設(shè)排煙口，自然排煙效果好。

三、結(jié)論

設(shè)計(jì)施工中對(duì)大跨度建筑鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行防火處理和在頂部結(jié)合采光、通風(fēng)設(shè)置有效排出建筑內(nèi)的高溫?zé)煔庾匀慌艧煷翱梢杂行У脑鰪?qiáng)鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限，防止火災(zāi)中鋼結(jié)構(gòu)屋頂整體跨塌，有利于滅火救援、人員疏散、疏散物資財(cái)產(chǎn)和建筑結(jié)構(gòu)安全。

擴(kuò)展閱讀：鋼結(jié)構(gòu)廠房的消防設(shè)計(jì)

鋼結(jié)構(gòu)廠房的消防設(shè)計(jì)

鋼結(jié)構(gòu)廠房由于其施工簡(jiǎn)便、節(jié)約經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代工業(yè)建筑中已得到廣泛應(yīng)用，但鋼結(jié)構(gòu)耐火性能低，使消防設(shè)計(jì)顯得有為重要。接合工作中遇到的實(shí)際問(wèn)題，通過(guò)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)廠房的特點(diǎn)和火災(zāi)危險(xiǎn)性的分析，提出幾點(diǎn)關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)廠房在消防設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題。

1、鋼結(jié)構(gòu)廠房的特點(diǎn)

鋼結(jié)構(gòu)廠房建設(shè)、安全機(jī)械化程度高。鋼構(gòu)件所用的材料單一，而且是成品，加工簡(jiǎn)便，機(jī)械化程度高，施工周期短。鋼結(jié)構(gòu)廠房自重輕，雖然鋼的比重大，但其機(jī)械性能很好，可以承受較大負(fù)荷，鋼結(jié)構(gòu)截面尺寸小，同樣荷載時(shí)，鋼屋架的重量最多不過(guò)鋼筋混凝土屋架的13或14。鋼結(jié)構(gòu)的重量小，便于運(yùn)輸。鋼結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)廠房平面布局靈活，建筑面積利用率高。鋼結(jié)構(gòu)廠房靈活多變的車間工藝布置要求和最大限度的空間利用率，同時(shí)也能很好的解決廠房的通風(fēng)、采光、保暖隔熱以及屋面排水、生活設(shè)施布置、人員疏散等。

2、鋼結(jié)構(gòu)廠房的火災(zāi)危險(xiǎn)性

鋼結(jié)構(gòu)廠房具有耐火性能低的弱點(diǎn)，在未進(jìn)行防火處理的情況下，其本身雖然不會(huì)起火燃燒，但火災(zāi)時(shí)，強(qiáng)度會(huì)迅速下降，一般結(jié)構(gòu)溫度達(dá)到350℃、500℃、600℃時(shí)，強(qiáng)度分別下降13、12、23。理論計(jì)算顯示，在全負(fù)荷情況下，鋼結(jié)構(gòu)失去靜態(tài)平衡穩(wěn)定性的臨界溫度為500℃左右，而一般火場(chǎng)溫度達(dá)到800～1000℃，在這樣的火場(chǎng)溫度下，裸露的鋼結(jié)構(gòu)一般在15min左右，就會(huì)出現(xiàn)塑性變形，產(chǎn)生局部損壞，造成鋼結(jié)構(gòu)整體倒塌失效。鋼結(jié)構(gòu)的特性使必須要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)必須采取措施進(jìn)行保護(hù)。

3、鋼結(jié)構(gòu)廠房的防火設(shè)計(jì)

若用沒(méi)有防火保護(hù)的普通建筑用鋼作為建筑物承載的主體，一旦發(fā)生火災(zāi)，則建筑物會(huì)迅速坍塌，對(duì)人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重的損失。目前，國(guó)內(nèi)的鋼結(jié)構(gòu)防火保護(hù)時(shí)間是按照《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》所規(guī)定的建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件耐火極限來(lái)確定的。一是對(duì)鋼構(gòu)件進(jìn)行耐火保護(hù)，使其在火災(zāi)時(shí)溫度升高不超過(guò)臨界溫度，結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中就能保護(hù)穩(wěn)定性；二是對(duì)廠房?jī)?nèi)部進(jìn)行有效的防火分區(qū)，防止火勢(shì)向其他區(qū)域蔓延、擴(kuò)散。不過(guò)對(duì)于現(xiàn)代輕鋼結(jié)構(gòu)廠房的大跨度、大空間來(lái)說(shuō)，防火分區(qū)的設(shè)置具有一定難度。

用防火墻將廠房分隔不是非常可行的。不僅因?yàn)閺S房大空間被分割后影響其通透性，而且從生產(chǎn)工藝的連續(xù)性要求心以及廠房?jī)?nèi)物流組織的；頃暢性來(lái)說(shuō)，也是不太可行的。若從生產(chǎn)管理的角度看，有些建設(shè)方也不會(huì)接受這樣的方案。那么可以使用防火門、防火卷簾等來(lái)劃分防火分區(qū)。利用防火門與防火卷簾進(jìn)行防火分區(qū)，在民用建筑中是輕而易舉的�？擅鎸�(duì)大跨度的輕鋼廠房(經(jīng)常采用13~36m跨)，就很難實(shí)現(xiàn)。這不僅因?yàn)闆](méi)有如此跨度的卷簾，而且這樣大的跨度，在收放時(shí)很難控制，容易卡在滑槽里。所以利用防火門、防火卷簾進(jìn)行防火分區(qū)也不是十分可行的。還可以利用自動(dòng)噴水滅火劃分防火分區(qū)，既然《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》規(guī)定，設(shè)自動(dòng)噴水滅火裝置的建筑，每層最大防火分區(qū)面積允許增加1倍。首先，根據(jù)《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》，高度超過(guò)8m的大空間建筑物，安裝自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的作用不大，而單層輕鋼結(jié)構(gòu)廠房的高度一般都超過(guò)8m，其次，雖安裝自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)后，防火分區(qū)允許面積擴(kuò)大1倍也無(wú)法覆蓋全廠房。所以此方法不完全可行。水幕可以起防火墻的作用，用獨(dú)立水幕作防火分隔，是一個(gè)非常好的方案。防火水幕帶宜采用噴霧型噴頭，也可采用雨淋式水幕噴頭。水幕噴頭的排列不應(yīng)少于3排，防火水幕帶形成的水幕寬度不宜小于5m，流量2L／(s-m)。這種分隔方式靈活，不像防火墻要把車間截?cái)�，也沒(méi)有大跨度防火卷簾的麻煩，理論上多大跨度都可以。在正常生產(chǎn)時(shí)，就好象它不存在，一旦有火災(zāi)需要防火分隔時(shí)，它可以立即實(shí)現(xiàn)有效分隔。但獨(dú)立水幕作防火分隔也不是完美解決方案：1)需水量大。2)廠房?jī)?nèi)發(fā)生火災(zāi)開(kāi)始往往是局部的，只需幾個(gè)滅火器就能解決問(wèn)題，可此時(shí)若啟動(dòng)水幕，會(huì)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備造成破壞，由此造成的損失比局部火災(zāi)的損失更大。因此需嚴(yán)格控制水幕的啟動(dòng)時(shí)機(jī)，防止誤動(dòng)，所以設(shè)計(jì)時(shí)采用人工手動(dòng)啟動(dòng)更合適。3)有效維護(hù)麻煩，無(wú)法試水檢驗(yàn)水幕系統(tǒng)的可靠性。

目前，保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)廠房最常用的方法是在其表面涂覆鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，發(fā)生火災(zāi)時(shí)它作為耐火隔熱保護(hù)層，有效地提高鋼構(gòu)件的耐火極限，滿足現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范的要求。涂覆鋼結(jié)構(gòu)防火涂料作為防火保護(hù)的一種手段，不但具有很高的防火效率，而且使用十分方便，施工不受鋼結(jié)構(gòu)幾何形狀的限制，且一般不需要輔助設(shè)施，有廣泛的適用性。按照防火機(jī)理，可將其分為隔熱型防火涂料和膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料兩大類。目前膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料已經(jīng)被成功應(yīng)用于各類工業(yè)及民用建筑中的鋼結(jié)構(gòu)防火保護(hù)，它在我國(guó)的研究及應(yīng)用中雖然起步較晚，但卻十分活躍和迅速，并正向超薄型、低污染、高性能、裝飾性好等多功能方向發(fā)展�？傊�，在現(xiàn)代工業(yè)廠房中大量采用鋼結(jié)構(gòu)，目前鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的耐火保護(hù)和防火分區(qū)存在各方法，我們?nèi)孕柙诠ぷ髦胁粩嗵剿骱脱芯�，以便更好為鋼結(jié)構(gòu)廠房在現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用中做出更好的服務(wù)意見(jiàn)

輕質(zhì)鋼結(jié)構(gòu)廠房消防設(shè)計(jì)

輕鋼結(jié)構(gòu)建筑作工業(yè)廠房具有較多的優(yōu)點(diǎn)，如建設(shè)周期短、造價(jià)低、可作大跨度、造型美觀、現(xiàn)代感強(qiáng)等，因此在現(xiàn)代工廠設(shè)計(jì)中得到越來(lái)越多的采用。然而，輕鋼結(jié)構(gòu)建筑耐火等級(jí)較低，大空間、大跨度廠房對(duì)防火分區(qū)又提出新的要求，這些問(wèn)題有的可以采取技術(shù)措施解決，有的還沒(méi)有完美的解決方案。現(xiàn)根據(jù)本人的設(shè)計(jì)實(shí)踐，就上述設(shè)計(jì)問(wèn)題進(jìn)行初步探討:

一、輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的耐火等級(jí)

輕鋼結(jié)構(gòu)廠房的承重構(gòu)件一般為鋼柱、網(wǎng)架，建筑外表面覆以彩色鋁鋅鋼板或鍍鋁鋅鋼板等。根據(jù)，其柱、梁的耐火時(shí)間均為0.25～0.5小時(shí)，建筑物的耐火等級(jí)僅為四級(jí)(耐火等級(jí)較低)。以我院經(jīng)常設(shè)計(jì)的中密度纖維板廠或家具廠單層輕鋼結(jié)構(gòu)廠房為例，其生產(chǎn)類別為丙類，規(guī)范要求的最低耐火等級(jí)為三級(jí)，這樣，輕鋼結(jié)構(gòu)廠房就不夠資格作丙類廠房。

解決的方法，可在柱、梁表面覆以1.5厘米厚的LG防火隔熱涂料或2厘米厚的LY防火隔熱涂料保護(hù)層，其耐火時(shí)間可達(dá)1.5～2.3小時(shí)，這樣，建筑物的耐火等級(jí)可按三級(jí)考慮，滿足規(guī)范要求，但應(yīng)注意，應(yīng)要求輕鋼結(jié)構(gòu)廠家在作結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)考慮防火涂層的重量。

二、輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的防火分區(qū)

現(xiàn)代工業(yè)要求的廠房常是大空間、大跨度、通透的。為有效的把火災(zāi)控制在較小范圍內(nèi)，要求在建筑物內(nèi)劃分防火分區(qū)，并明文規(guī)定了各級(jí)防火分區(qū)的最大允許面積。現(xiàn)輕鋼廠房的占地面積通常較大，如中密度纖維板廠主車間的建筑面積一般都超過(guò)5000平方米，而規(guī)范允許的分區(qū)面積為3000平方米(生產(chǎn)類別為丙類，采取防火涂層保護(hù)后，耐火等級(jí)按三級(jí)考慮)，因此應(yīng)作應(yīng)做防火分區(qū)的分隔。

防火分區(qū)在普通民用建筑中較易實(shí)現(xiàn)，如在門、廳、樓梯等處采取一些技術(shù)措施，用防火墻、防火門、防火卷簾加水幕都可以較好的解決，若建筑內(nèi)設(shè)有自動(dòng)噴水滅火設(shè)備，每層最大允許建筑面積還可增加一倍。但若試圖把這些技術(shù)措施平移到大面積的輕鋼結(jié)構(gòu)廠房，就會(huì)遇到問(wèn)題。

1、防火墻與防火分區(qū)

因成套設(shè)備生產(chǎn)線的工藝要求，不可能用防火墻把廠房一分兩半，這樣截?cái)嗔诉B貫的生產(chǎn)線設(shè)備，也不利于物料及半成品、成品的運(yùn)輸。而且，從生產(chǎn)管理的角度，業(yè)主也不會(huì)接受這樣的方案。

2、防火卷簾與防火分區(qū)

民用建筑中通用的防火門與防火卷簾，在面對(duì)大跨度的輕鋼廠房時(shí)，也不很合適。如某刨花板車間，單跨達(dá)36米，如何定制這樣大跨度的防火卷簾呢，這樣的卷簾，因跨度太大，在收放時(shí)很難控制，容易卡在滑槽里，且造價(jià)又高，工程實(shí)踐中極少見(jiàn)(我沒(méi)遇過(guò))。

3、自動(dòng)噴水滅火與防火分區(qū)

能否在整個(gè)車間設(shè)自動(dòng)噴水滅火裝置，使允許的防火分區(qū)面積增加一倍，從而滿足規(guī)范要求呢。這有兩個(gè)問(wèn)題：

（1）、單層輕鋼結(jié)構(gòu)車間的高度大多遠(yuǎn)超過(guò)8米，而根據(jù)第4.3.2條，超過(guò)8米的大空間建筑物，安裝閉式噴頭的作用就不大了。

（2）、有的丙類三級(jí)單層輕鋼車間面積達(dá)9000平方米，需分三個(gè)防火分區(qū)，若全車間安裝自噴，則防火分區(qū)允許面積雖擴(kuò)大一倍，但仍然不夠(安裝自噴后，防火分區(qū)的允許面積從3000平方米擴(kuò)大到6000平方米，但仍小于9000平方米)。4、獨(dú)立水幕與防火分區(qū)

用獨(dú)立的水幕作防火分隔，是我院經(jīng)常采用的方案，作一條防火水幕帶，區(qū)域?qū)?米，流量2升/秒米。這種分隔方式很靈活，不像防火墻要把車間截成兩半，也沒(méi)有大跨度防火卷簾的麻煩，理論上多大的跨度都行，一般正常生產(chǎn)時(shí)，就好像它不存在，一旦有火災(zāi)需要防火分隔時(shí)，它可以立即實(shí)現(xiàn)有效分隔。但是，單獨(dú)水幕作防火分隔也有三大難題：

（1）、需水量太大，水池造價(jià)高。仍以跨度36米計(jì)算，水幕供水量為2升/秒米，按消防歷時(shí)2小時(shí)考慮，則水幕貯水量應(yīng)為518立方米，再加上室內(nèi)外消火栓的貯水量，則消防水池的造價(jià)較高。

（2）、水幕啟動(dòng)時(shí)，大量的水突然噴泄而下，會(huì)對(duì)昂貴的生產(chǎn)設(shè)備造成較大的損失。如果車間內(nèi)發(fā)生了局部較小的火災(zāi)，幾支滅火器加一支水槍就能解決，此時(shí)冒然啟動(dòng)水幕防火分隔，則也許水幕的大水造成的損失會(huì)比局部火災(zāi)的損失更大。因此需嚴(yán)格掌握水幕的啟動(dòng)時(shí)機(jī)。它只適于火勢(shì)燒了半個(gè)車間，并有蔓延之勢(shì)時(shí)啟動(dòng)。為防止誤動(dòng)作造成損失，我院設(shè)計(jì)的車間水幕，大多采用人工手動(dòng)啟動(dòng)，因?yàn)橥ǔＶ灰揽繋讉�(gè)閉式噴頭來(lái)啟動(dòng)水幕的方式在這里不可靠。

（3）、有效維護(hù)麻煩，沒(méi)有辦法試水，來(lái)檢驗(yàn)水幕系統(tǒng)可靠性。理論上，如果車間建造安裝時(shí)，先安裝消防設(shè)施，再安裝生產(chǎn)設(shè)備，則有機(jī)會(huì)在水幕安裝完畢，但生產(chǎn)設(shè)備還末安裝時(shí)，讓水幕試水。但是，在工程實(shí)踐中，為早日投產(chǎn)，大多把生產(chǎn)設(shè)備當(dāng)作第一重要，一到貨立即安裝，消防設(shè)施都排在了后面。那么，在水幕安裝完畢后，大家將永不知道它的實(shí)際噴水情況如何(除非發(fā)生大火災(zāi)，才有機(jī)會(huì)一試)，但如果平時(shí)無(wú)法試水維護(hù)，在關(guān)鍵時(shí)刻水幕工作不正常怎么辦。

試水的問(wèn)題只好在技術(shù)上近似解決，在設(shè)計(jì)時(shí)，消防泵房水幕泵的出水管上可設(shè)試水管及試水閥門，利于平時(shí)檢驗(yàn)水幕泵的工作狀態(tài)。但車間上方的水幕管與水幕噴頭是否阻塞，噴水是否均勻，就無(wú)法測(cè)試了。

5、另類解決方案

對(duì)于防火分區(qū)，還有一個(gè)另類解決方案，這里提出來(lái)，看各位同行有什么看法。根據(jù)第3.3.1條，四級(jí)耐火等級(jí)廠房之間的防火間距為18米，依此類推，如在生產(chǎn)類別為丙類，耐火等級(jí)為三級(jí)的輕鋼結(jié)構(gòu)單層廠房?jī)?nèi)部設(shè)一區(qū)域?qū)?8米的防火隔離帶，在隔離帶里沒(méi)有可燃物，理論上，是否可看作有效的防火分隔呢?

實(shí)際設(shè)計(jì)中，可以控制隔離帶里可以沒(méi)有堆放生產(chǎn)原料、半成品等可燃物，但肯定有生產(chǎn)線的設(shè)備，而設(shè)備的橡膠傳送帶是可燃的，傳送帶上的原料或半成品也是可燃的，不過(guò)，傳送帶可以在有火災(zāi)時(shí)停下來(lái)，可燃物不多，一支水槍可有效封鎖，那么，上述的這樣一個(gè)隔離帶究竟算不算防火分區(qū)的有效分隔呢。

規(guī)范沒(méi)有明文規(guī)定算或不算，按慣例，此類情況需與當(dāng)?shù)氐南�防審批部門協(xié)商，解釋理由，共同研究，不過(guò)我至今沒(méi)有能夠在設(shè)計(jì)中實(shí)施過(guò)。

三、總結(jié)

綜上所述，因輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的耐火等級(jí)較低，相應(yīng)的允許防火分區(qū)面積也較低，但現(xiàn)代工業(yè)廠房又不允許硬性分隔，而采用獨(dú)立水幕的方式雖可行，但不理想，我們?nèi)孕柙谠O(shè)計(jì)中不斷探索，盡力找出更好的方案。新的建筑技術(shù)的應(yīng)用，給我們的消防設(shè)計(jì)帶來(lái)新的挑戰(zhàn)，設(shè)計(jì)人員需多方面考慮問(wèn)題，在分析比較中尋找更合適的方案

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