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厂房知识:轻质钢结构厂房消防设计

缩小字体放大字体 2011-05-15   编辑 : 重庆工业厂房网   点击:143
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轻钢结构建筑作工业厂房具有较多的优点,如建设周期短、造价低、可作大跨度、造型美观、现代感强等,因此在现代工厂设计中得到越来越多的采用。然而,轻钢结构建筑耐火等级较低,大空间、大跨度厂房对防火分区又提出新的要求,这些问题有的可以采取技术措施解决,有的还没有完美的解决方案。现根据本人的设计实践,就上述设计问题进行初步探讨:

一、轻钢结构工业厂房的耐火等级轻钢结构厂房的承重构件一般为钢柱、网架,建筑外表面覆以彩色铝锌钢板或镀铝锌钢板等。根据《建筑设计防火规范》,其柱、梁的耐火时间均为0.25~0.5小时,建筑物的耐火等级仅为四级(耐火等级较低)。以我院经常设计的中密度纤维板厂或家具厂单层轻钢结构厂房为例,其生产类别为丙类,规范要求的最低耐火等级为三级,这样,轻钢结构厂房就不够资格作丙类厂房。

解决的方法,可在柱、梁表面覆以1.5厘米厚的LG防火隔热涂料或2厘米厚的LY防火隔热涂料保护层,其耐火时间可达1.5~2.3小时,这样,建筑物的耐火等级可按三级考虑,满足规范要求,但应注意,应要求轻钢结构厂家在作结构计算时考虑防火涂层的重量。

二、轻钢结构工业厂房的防火分区

现代工业要求的厂房常是大空间、大跨度、通透的。为有效的把火灾控制在较小范围内,《建筑设计防火规范》要求在建筑物内划分防火分区,并明文规定了各级防火分区的最大允许面积。现轻钢厂房的占地面积通常较大,如中密度纤维板厂主车间的建筑面积一般都超过5000平方米,而规范允许的分区面积为3000平方米(生产类别为丙类,采取防火涂层保护后,耐火等级按三级考虑),因此应作应做防火分区的分隔。

防火分区在普通民用建筑中较易实现,如在门、厅、楼梯等处采取一些技术措施,用防火墙、防火门、防火卷帘加水幕都可以较好的解决,若建筑内设有自动喷水灭火设备,每层最大允许建筑面积还可增加一倍。但若试图把这些技术措施平移到大面积的轻钢结构厂房,就会遇到问题。

1、防火墙与防火分区

因成套设备生产线的工艺要求,不可能用防火墙把厂房一分两半,这样截断了连贯的生产线设备,也不利于物料及半成品、成品的运输。而且,从生产管理的角度,业主也不会接受这样的方案。

2、防火卷帘与防火分区

民用建筑中通用的防火门与防火卷帘,在面对大跨度的轻钢厂房时,也不很合适。如某刨花板车间,单跨达36米,如何定制这样大跨度的防火卷帘呢,这样的卷帘,因跨度太大,在收放时很难控制,容易卡在滑槽里,且造价又高,工程实践中极少见(我没遇过)。

3、自动喷水灭火与防火分区

能否在整个车间设自动喷水灭火装置,使允许的防火分区面积增加一倍,从而满足规范要求呢。这有两个问题:

(1)、单层轻钢结构车间的高度大多远超过8米,而根据<<自动喷灭火系统设计规范>>第4.3.2条,超过8米的大空间建筑物,安装闭式喷头的作用就不大了。

(2)、有的丙类三级单层轻钢车间面积达9000平方米,需分三个防火分区,若全车间安装自喷,则防火分区允许面积虽扩大一倍,但仍然不够(安装自喷后,防火分区的允许面积从3000平方米扩大到6000平方米,但仍小于9000平方米)。

4、独立水幕与防火分区

用独立的水幕作防火分隔,是我院经常采用的方案,作一条防火水幕带,区域宽5米,流量2升/秒米。这种分隔方式很灵活,不像防火墙要把车间截成两半,也没有大跨度防火卷帘的麻烦,理论上多大的跨度都行,一般正常生产时,就好像它不存在,一旦有火灾需要防火分隔时,它可以立即实现有效分隔。但是,单独水幕作防火分隔也有三大难题:

(1)、需水量太大,水池造价高。仍以跨度36米计算,水幕供水量为2升/秒米,按消防历时2小时考虑,则水幕贮水量应为518立方米,再加上室内外消火栓的贮水量,则消防水池的造价较高。

(2)、水幕启动时,大量的水突然喷泄而下,会对昂贵的生产设备造成较大的损失。如果车间内发生了局部较小的火灾,几支灭火器加一支水枪就能解决,此时冒然启动水幕防火分隔,则也许水幕的大水造成的损失会比局部火灾的损失更大。因此需严格掌握水幕的启动时机。它只适于火势烧了半个车间,并有蔓延之势时启动。为防止误动作造成损失,我院设计的车间水幕,大多采用人工手动启动,因为通常只依靠几个闭式喷头来启动水幕的方式在这里不可靠。

(3)、有效维护麻烦,没有办法试水,来检验水幕系统可靠性。理论上,如果车间建造安装时,先安装消防设施,再安装生产设备,则有机会在水幕安装完毕,但生产设备还末安装时,让水幕试水。但是,在工程实践中,为早日投产,大多把生产设备当作第一重要,一到货立即安装,消防设施都排在了后面。那么,在水幕安装完毕后,大家将永不知道它的实际喷水情况如何(除非发生大火灾,才有机会一试),但如果平时无法试水维护,在关键时刻水幕工作不正常怎么办。

试水的问题只好在技术上近似解决,在设计时,消防泵房水幕泵的出水管上可设试水管及试水阀门,利于平时检验水幕泵的工作状态。但车间上方的水幕管与水幕喷头是否阻塞,喷水是否均匀,就无法测试了。

5、另类解决方案

对于防火分区,还有一个另类解决方案,这里提出来,看各位同行有什么看法。根据《建筑设计防火规范》第3.3.1条,四级耐火等级厂房之间的防火间距为18米,依此类推,如在生产类别为丙类,耐火等级为三级的轻钢结构单层厂房内部设一区域宽18米的防火隔离带,在隔离带里没有可燃物,理论上,是否可看作有效的防火分隔呢?

实际设计中,可以控制隔离带里可以没有堆放生产原料、半成品等可燃物,但肯定有生产线的设备,而设备的橡胶传送带是可燃的,传送带上的原料或半成品也是可燃的,不过,传送带可以在有火灾时停下来,可燃物不多,一支水枪可有效封锁,那么,上述的这样一个隔离带究竟算不算防火分区的有效分隔呢。

规范没有明文规定算或不算,按惯例,此类情况需与当地的消防审批部门协商,解释理由,共同研究,不过我至今没有能够在设计中实施过。

三、总结

综上所述,因轻钢结构工业厂房的耐火等级较低,相应的允许防火分区面积也较低,但现代工业厂房又不允许硬性分隔,而采用独立水幕的方式虽可行,但不理想,我们仍需在设计中不断探索,尽力找出更好的方案。新的建筑技术的应用,给我们的消防设计带来新的挑战,设计人员需多方面考虑问题,在分析比较中寻找更合适的方案。

 
 
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