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輕鋼結構廠房消防設計中的一些問題
發表日期:2011年9月26日  人氣:1857  錄入:admin

輕鋼結構廠房具有較多的優點,如建設周期短、造價低、可作大跨度、造型美觀、現代感強等,因此在現代工廠設計中得到越來越多的采用。然而,輕鋼結構建筑耐火等級較低,大空間、大跨度廠房對防火分區又提出新的要求,這些問題有的可以采取技術措施解決,有的還沒有完美的解決方案。現根據本人的設計實踐,就上述設計問題進行初步探討:  
  1、輕鋼結構工業廠房的耐火等級 

  輕鋼結構工業廠房的承重構件一般為鋼柱、網架,建筑外表面覆以彩色鋁鋅鋼板或鍍鋁鋅鋼板等。根據<<建筑設計防火規范>>,其柱、梁的耐火時間均為0.25~0.5小時,建筑物的耐火等級僅為四級(耐火等級較低)。 以我院經常設計的中密度纖維板廠或家具廠單層輕鋼結構廠房為例,其生產類別為丙類,規范要求的最低耐火等級為三級,這樣,輕鋼結構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防火隔熱涂料保護層,其耐火時間可達1.5~2.3小時,這樣,建筑物的耐火等級可按三級考慮,滿足規范要求,但應注意,應要求輕鋼結構廠家在作結構計算時考慮防火涂層的重量。 

  2、輕鋼結構工業廠房的防火分區 

  現代工業要求的廠房常是大空間、大跨度、通透的。為有效的把火災控制在較小范圍內,<<建筑設計防火規范>>要求在建筑物內劃分防火分區,并明文規定了各級防火分區的最大允許面積。現輕鋼結構工業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5000平方米,而規范允許的分區面積為3000平方米(生產類別為丙類,采取防火涂層保護后,耐火等級按三級考慮),因此應作應做防火分區的分隔。 

  防火分區在普通民用建筑中較易實現,如在門、廳、樓梯等處采取一些技術措施,用防火墻、防火門、防火卷簾加水幕都可以較好的解決,若建筑內設有自動噴水滅火設備,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措施平移到大面積的輕鋼結構廠房,就會遇到問題。 

  2.1. 防火墻與防火分區 

  因成套設備生產線的工藝要求,不可能用防火墻把廠房一分兩半,這樣截斷了連貫的生產線設備,也不利于物料及半成品、成品的運輸。而且,從生產管理的角度,業主也不會接受這樣的方案。 

  2.2. 防火卷簾與防火分區 

  民用建筑中通用的防火門與防火卷簾,在面對大跨度的輕鋼結構工業廠房時,也不很合適。如某刨花板車間,單跨達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,在收放時很難控制,容易卡在滑槽里,且造價又高,工程實踐中極少見(我沒遇過)。 

  2.3. 自動噴水滅火與防火分區 

  能否在整個車間設自動噴水滅火裝置,使允許的防火分區面積增加一倍,從而滿足規范要求呢。這有兩個問題: 

   <1>. 單層輕鋼結構車間的高度大多遠超過8米,而根據<<自動噴滅火系統設計規范>>第4.3.2條,超過8米的大空間建筑物,安裝閉式噴頭的作用就不大了。 

   <2>. 有的丙類三級單層輕鋼車間面積達9000平方米,需分三個防火分區,若全車間安裝自噴,則防火分區允許面積雖擴大一倍,但仍然不夠(安裝自噴后,防火分區的允許面積從3000平方米擴大到6000平方米,但仍小于9000平方米)。 

  2.4.獨立水幕與防火分區 

  用獨立的水幕作防火分隔,是我院經常采用的方案,作一條防火水幕帶,區域寬5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,一般正常生產時,就好像它不存在,一旦有火災需要防火分隔時,它可以立即實現有效分隔。但是,單獨水幕作防火分隔也有三大難題: 

   <1>. 需水量太大,水池造價高。仍以跨度36米計算,水幕供水量為2升/秒米,按消防歷時2小時考慮,則水幕貯水量應為518立方米,再加上室內外消火栓的貯水量,則消防水池的造價較高。 
<2>. 水幕啟動時,大量的水突然噴泄而下,會對昂貴的生產設備造成較大的損失。如果車間內發生了局部較小的火災,幾支滅火器加一支水槍就能解決,此時冒然啟動水幕防火分隔,則也許水幕的大水造成的損失會比局部火災的損失更大。因此需嚴格掌握水幕的啟動時機。它只適于火勢燒了半個車間,并有蔓延之勢時啟動。為防止誤動作造成損失,我院設計的車間水幕,大多采用人工手動啟動,因為通常只依靠幾個閉式噴頭來啟動水幕的方式在這里不可靠。 

   <3>.有效維護麻煩,沒有辦法試水,來檢驗水幕系統可靠性。理論上,如果車間建造安裝時,先安裝消防設施,再安裝生產設備,則有機會在水幕安裝完畢,但生產設備還末安裝時,讓水幕試水。但是,在工程實踐中,為早日投產,大多把生產設備當作第一重要,一到貨立即安裝,消防設施都排在了后面。那么,在水幕安裝完畢后,大家將永不知道它的實際噴水情況如何(除非發生大火災,才有機會一試),但如果平時無法試水維護,在關鍵時刻水幕工作不正常怎么辦。 

  試水的問題只好在技術上近似解決,在設計時,消防泵房水幕泵的出水管上可設試水管及試水閥門,利于平時檢驗水幕泵的工作狀態。但車間上方的水幕管與水幕噴頭是否阻塞,噴水是否均勻,就無法測試了。 

  2.5. 另類解決方案 

  對于防火分區,還有一個另類解決方案,這里提出來,看各位同行有什么看法。根據<<建筑設計防火規范>>第3.3.1條,四級耐火等級廠房之間的防火間距為18米,依此類推,如在生產類別為丙類,耐火等級為三級的輕鋼結構單層廠房內部設一區域寬18米的防火隔離帶,在隔離帶里沒有可燃物,理論上,是否可看作有效的防火分隔呢? 

  實際設計中,可以控制隔離帶里可以沒有堆放生產原料、半成品等可燃物,但肯定有生產線的設備,而設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,傳送帶可以在有火災時停下來,可燃物不多,一支水槍可有效封鎖,那么,上述的這樣一個隔離帶究竟算不算防火分區的有效分隔呢。 

  規范沒有明文規定算或不算,按慣例,此類情況需與當地的消防審批部門協商,解釋理由,共同研究,不過我至今沒有能夠在設計中實施過。 

  3. 總結 

  綜上所述,因輕鋼結構工業廠房的耐火等級較低,相應的允許防火分區面積也較低,但現代工業廠房又不允許硬性分隔,而采用獨立水幕的方式雖可行,但不理想,我們仍需在設計中不斷探索,盡力找出更好的方案。新的建筑技術的應用,給我們的消防設計帶來新的挑戰,設計人員需多方面考慮問題,在分析比較中尋找更合適的方案。

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