鋼結(jié)構(gòu)廠房消防設(shè)計(jì)探討
鋼結(jié)構(gòu)廠房消防設(shè)計(jì)探討
鋼結(jié)構(gòu)廠房消防設(shè)計(jì)探討
輕鋼結(jié)構(gòu)越開(kāi)越多的被運(yùn)用到我國(guó)的工業(yè)廠房設(shè)計(jì)中。輕鋼結(jié)構(gòu)的使用使得建筑周期縮短，施工成本降低，在造型上與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有許多改變。但是由于消防結(jié)構(gòu)的材質(zhì)耐火性極低，因此輕鋼結(jié)構(gòu)的使用要求廠房的設(shè)計(jì)滿足一定的消防安全，除此之外這種結(jié)構(gòu)在防火分區(qū)上也具有較大的難度，也就是說(shuō)輕鋼結(jié)構(gòu)廠房的消防設(shè)計(jì)還不夠完善?；诖吮疚奶接懥溯p鋼結(jié)構(gòu)廠房的消防設(shè)計(jì)在消防安全方面進(jìn)行了探討，希望對(duì)輕鋼結(jié)構(gòu)廠房的消防安全提出有效的意見(jiàn)。
隨著我國(guó)工業(yè)的發(fā)展，大跨度空間結(jié)構(gòu)的需求不斷增加。鋼材作為輕質(zhì)高強(qiáng)的材料滿足了大跨度空間結(jié)構(gòu)的需求并因此成為應(yīng)用廣泛的材料。輕鋼結(jié)構(gòu)廠房具有造價(jià)成本低、跨度較大、自身重量輕、建設(shè)周期短、造型美觀等特點(diǎn)，在現(xiàn)代工廠建設(shè)中得到了普遍的應(yīng)用。但是，輕鋼結(jié)構(gòu)建筑據(jù)別較低的耐火等級(jí)，而且對(duì)防火分區(qū)提出了較高的標(biāo)準(zhǔn)，這些都是輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房建設(shè)所需要考慮的問(wèn)題。
一、輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房耐火等級(jí)分析
網(wǎng)架、鋼柱等結(jié)構(gòu)是輕鋼結(jié)構(gòu)廠房中比較關(guān)鍵的組成部分，組成了廠房的承重部分，對(duì)于輕鋼結(jié)構(gòu)廠房外表面通暢選擇鍍鋁鋅鋼板或者彩色鋁鋅鋼板。通過(guò)對(duì)廠房建設(shè)防火規(guī)范進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，輕鋼結(jié)構(gòu)廠房柱、梁的耐火時(shí)間最好在15分鐘到30分鐘，但是其耐火等級(jí)相對(duì)比較低，僅達(dá)到四級(jí)且尚不能滿足丙類(lèi)廠房的最低耐火等級(jí)。為了解決廠房耐火等級(jí)低這一問(wèn)題，在進(jìn)行廠房建設(shè)時(shí)可以建筑物柱、梁的表面增設(shè)一層厚度約2cm 厚的LY 防火隔熱涂料或約1.5cm的LG 防火隔熱涂料作為保護(hù)層，因?yàn)樵撏苛系哪突饡r(shí)間超過(guò)了半小時(shí)，最高可達(dá)兩個(gè)半小時(shí)，從而使耐火等級(jí)達(dá)到三級(jí)，并符合規(guī)范要求。但是同時(shí)需要對(duì)輕鋼結(jié)構(gòu)廠房防火涂層的重量進(jìn)行合理的控制。
二、輕鋼結(jié)構(gòu)廠房防火分區(qū)的劃分
目前大部分工業(yè)要求廠房采用大空間、大跨度的布置形式，這會(huì)提高結(jié)構(gòu)的通透性，而且為機(jī)器的設(shè)置和工作提供了便利。我國(guó)的建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范為了將火災(zāi)控制在有效范圍內(nèi)，需要對(duì)防火分區(qū)給予有效的劃分，此外還要按照規(guī)定合理規(guī)劃防火分區(qū)的面積，最大不得超過(guò)三千平。但在實(shí)際生活中我國(guó)輕鋼結(jié)構(gòu)廠房占地面積較大，大多數(shù)都超過(guò)了五千平方米，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)規(guī)范所允許的最大面積。在普通的民用建筑中防火分區(qū)較易實(shí)現(xiàn)，比如在樓梯、門(mén)口、大廳等處采用防火卷簾、防火墻、防火門(mén)、防火水幕等技術(shù)措施進(jìn)行防火分區(qū)，或者設(shè)立自動(dòng)噴水滅火設(shè)備，從而大大提高建筑面積。但是其在大跨度輕鋼結(jié)構(gòu)廠房中實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較困難。
1.防火墻與防火分區(qū)
輕鋼結(jié)構(gòu)廠房通常選用流水線的作業(yè)方式，因此廠房中的所有設(shè)備都是有序的加工線。此時(shí)就需要做好防火墻的設(shè)置，其不僅會(huì)造成生產(chǎn)線的中斷，還會(huì)導(dǎo)致原料、產(chǎn)品等的運(yùn)輸困難，最終導(dǎo)致生產(chǎn)活動(dòng)受限，工廠利益受到損失。
2.防火卷簾與防火分區(qū)
在進(jìn)行民用建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，防火卷簾在防火分區(qū)中得到了廣泛的應(yīng)用，但是大部分工業(yè)廠房中防火卷簾不是十分合適。首先，輕鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)跨度較大，在進(jìn)行操作時(shí)極易導(dǎo)致卷窗卡在滑槽里，很難進(jìn)行防火卷簾的收放。其次，防火卷簾的使用需要高昂的費(fèi)用，從生產(chǎn)成本的角度考慮，工廠業(yè)主不會(huì)采取這種方式進(jìn)行防火分區(qū)。
3.自動(dòng)噴水滅火與防火分區(qū)
需要將自動(dòng)噴水滅火裝置安裝到整個(gè)車(chē)間的各個(gè)部位，這樣可以將防火分區(qū)面積適當(dāng)?shù)臄U(kuò)大一倍，從而符合防火規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。但是在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，還存在以下兩個(gè)方面的問(wèn)題：（1）《自動(dòng)噴滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中提出，如果大空間建筑物超過(guò)8m，一般不鼓勵(lì)使用閉式噴頭。我國(guó)單層輕鋼結(jié)構(gòu)車(chē)間的高度大多都超過(guò)了8米。（2）如果將自動(dòng)噴水滅火裝置安裝到了整個(gè)車(chē)間內(nèi)部，此時(shí)可以將防火分區(qū)面積適當(dāng)?shù)臄U(kuò)大一倍。但是有的丙類(lèi)三級(jí)單層輕鋼車(chē)間面積達(dá)9000m2，即使使用了自動(dòng)噴水滅火裝置防火分區(qū)的允許面積只是從3000m2擴(kuò)大到6000m2，但仍小于9000m2，也就是說(shuō)擴(kuò)大一倍的防火分區(qū)面積仍不能滿足輕鋼車(chē)間的要求。
4.獨(dú)立水幕與防火區(qū)
在廠房消防設(shè)計(jì)中最常采用的方式是用獨(dú)立的水幕作為防火分隔。用獨(dú)立水幕做防火分隔雖然不會(huì)將車(chē)間截成兩半，也不會(huì)產(chǎn)生大跨度防火卷簾的麻煩，但是在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用過(guò)程中，單獨(dú)的水幕分隔同樣存在一定的缺陷。（1）獨(dú)立水幕對(duì)水的需求量較大，而且水池造價(jià)成本高。例如，一個(gè)跨度為36m的水幕，其所需供水量為2L/ms，如果持續(xù)2小時(shí)的消防過(guò)程，則會(huì)使貯水量達(dá)到518m3，此外，室內(nèi)外消火栓同樣需要貯水量，由此可見(jiàn)獨(dú)立水幕的使用需要大量的水，不僅造成水資源的浪費(fèi)，而且貯水量太大也必將導(dǎo)致消防水池的成本提高。（2）在獨(dú)立水幕啟動(dòng)時(shí)，由于水流的沖擊作用可能會(huì)給生產(chǎn)設(shè)備造成不同程度的損失，有時(shí)僅在車(chē)間內(nèi)局部出現(xiàn)小范圍的火災(zāi)，借助水槍或滅火器就可以解決，但是有些輕鋼結(jié)構(gòu)廠房卻啟動(dòng)了獨(dú)立水幕進(jìn)行滅火。這種做法也許會(huì)造成更大的損失，因此在啟動(dòng)獨(dú)立水幕時(shí)應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格掌握水幕的啟動(dòng)時(shí)機(jī)，避免失誤動(dòng)作造成嚴(yán)重?fù)p失。因此，在對(duì)車(chē)間獨(dú)立水幕進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，一般使用人工手動(dòng)啟動(dòng)，這樣可以提高獨(dú)立水幕的運(yùn)行效率。（3）獨(dú)立水幕無(wú)法定期進(jìn)行維修，無(wú)法進(jìn)行試水檢驗(yàn)，從而不能確保整個(gè)水幕系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在輕鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)工程實(shí)踐過(guò)程中，一些廠房業(yè)主為了工廠更夠早日投產(chǎn)，大多都是先安裝生產(chǎn)設(shè)備，再安裝消防設(shè)備。在水幕安裝完畢后沒(méi)有辦法進(jìn)行試水，無(wú)法掌握獨(dú)立水幕的實(shí)際噴水情況，只有在火災(zāi)發(fā)生時(shí)才能進(jìn)行試水，但這卻起不到預(yù)先防火的作用。因此試水的問(wèn)題僅能采用先進(jìn)技術(shù)給予適當(dāng)?shù)慕鉀Q。例如，在設(shè)計(jì)水幕的過(guò)程中，可以將試水閥門(mén)和試水管安裝到消防泵房水幕泵的出水管上，這樣可以提高水幕泵的檢查效率。但是，對(duì)于車(chē)間上方的水幕噴頭與水幕管是否噴水或阻塞無(wú)法進(jìn)行及時(shí)的測(cè)試。
5.是否設(shè)置室內(nèi)消火栓的問(wèn)題
根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》大面積的輕鋼結(jié)構(gòu)廠房可不設(shè)置室內(nèi)消火栓，但根據(jù)室內(nèi)消火栓設(shè)置場(chǎng)所的條文解釋，對(duì)于具備一、二級(jí)耐火等級(jí)的廠房，因?yàn)閮?nèi)部?jī)?chǔ)存的可燃物比較少，及時(shí)出現(xiàn)火災(zāi)也不會(huì)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。例如，如果火災(zāi)面積低于100m，而且不會(huì)造成較大損失時(shí)，在輕鋼結(jié)構(gòu)廠房?jī)?nèi)部可以選擇不設(shè)置消防給水設(shè)施。如果果丁、戊類(lèi)輕鋼結(jié)構(gòu)廠房?jī)?nèi)部，儲(chǔ)存大量可燃物時(shí)，如木箱包裝機(jī)器、淬火槽、紙箱包裝燈泡等，需要將消防給水設(shè)施安裝到室內(nèi)。但是丁、戊類(lèi)輕鋼結(jié)構(gòu)廠房一、二級(jí)耐火等級(jí)建筑物并沒(méi)有進(jìn)行十分明確的界定，這就導(dǎo)致設(shè)計(jì)人員理解及把握程度不同，從而在進(jìn)行建筑物設(shè)計(jì)使用時(shí)較多可燃物的情況。
6.其他解決方案
《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中對(duì)四級(jí)耐火等級(jí)廠房的防火間距進(jìn)行了規(guī)定，要求其保持在18m左右。因此，耐火等級(jí)為三級(jí)，生產(chǎn)類(lèi)別為丙類(lèi)的輕鋼結(jié)構(gòu)廠房可以安裝一個(gè)18m寬的防火隔離帶。但是生產(chǎn)設(shè)備上經(jīng)常會(huì)放有一些可燃物，例如生產(chǎn)時(shí)使用的原料和橡膠傳送帶等，如果出現(xiàn)火災(zāi)，需要停止機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)，并借助水槍或者滅火器等控制火災(zāi)。但是目前我國(guó)建筑消防規(guī)范并沒(méi)有提到這種做法，所有在輕鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)中并沒(méi)有得到實(shí)際的應(yīng)用，
綜上所述，隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，輕鋼結(jié)構(gòu)廠房由于其耐火等級(jí)較低、建筑面積較大、火災(zāi)危害性較大等問(wèn)題為建筑消防行業(yè)帶來(lái)了挑戰(zhàn)。因此，需要對(duì)消防技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，以便更好的適應(yīng)時(shí)代步伐，重視輕鋼結(jié)構(gòu)廠房消防基礎(chǔ)上的問(wèn)題，盡力找到經(jīng)濟(jì)性與安全性兩者之間的平衡點(diǎn)，采取相應(yīng)的防范措施，保障我國(guó)工業(yè)廠房的消防安全。
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