鋼結構廠房消防設計探討
鋼結構廠房消防設計探討
鋼結構廠房消防設計探討
輕鋼結構越開越多的被運用到我國的工業廠房設計中。輕鋼結構的使用使得建筑周期縮短，施工成本降低，在造型上與傳統結構具有許多改變。但是由于消防結構的材質耐火性極低，因此輕鋼結構的使用要求廠房的設計滿足一定的消防安全，除此之外這種結構在防火分區上也具有較大的難度，也就是說輕鋼結構廠房的消防設計還不夠完善。基于此本文探討了輕鋼結構廠房的消防設計在消防安全方面進行了探討，希望對輕鋼結構廠房的消防安全提出有效的意見。
隨著我國工業的發展，大跨度空間結構的需求不斷增加。鋼材作為輕質高強的材料滿足了大跨度空間結構的需求并因此成為應用廣泛的材料。輕鋼結構廠房具有造價成本低、跨度較大、自身重量輕、建設周期短、造型美觀等特點，在現代工廠建設中得到了普遍的應用。但是，輕鋼結構建筑據別較低的耐火等級，而且對防火分區提出了較高的標準，這些都是輕鋼結構工業廠房建設所需要考慮的問題。
一、輕鋼結構工業廠房耐火等級分析
網架、鋼柱等結構是輕鋼結構廠房中比較關鍵的組成部分，組成了廠房的承重部分，對于輕鋼結構廠房外表面通暢選擇鍍鋁鋅鋼板或者彩色鋁鋅鋼板。通過對廠房建設防火規范進行研究發現，輕鋼結構廠房柱、梁的耐火時間最好在15分鐘到30分鐘，但是其耐火等級相對比較低，僅達到四級且尚不能滿足丙類廠房的最低耐火等級。為了解決廠房耐火等級低這一問題，在進行廠房建設時可以建筑物柱、梁的表面增設一層厚度約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層，因為該涂料的耐火時間超過了半小時，最高可達兩個半小時，從而使耐火等級達到三級，并符合規范要求。但是同時需要對輕鋼結構廠房防火涂層的重量進行合理的控制。
二、輕鋼結構廠房防火分區的劃分
目前大部分工業要求廠房采用大空間、大跨度的布置形式，這會提高結構的通透性，而且為機器的設置和工作提供了便利。我國的建筑設計防火規范為了將火災控制在有效范圍內，需要對防火分區給予有效的劃分，此外還要按照規定合理規劃防火分區的面積，最大不得超過三千平。但在實際生活中我國輕鋼結構廠房占地面積較大，大多數都超過了五千平方米，遠遠超過規范所允許的最大面積。在普通的民用建筑中防火分區較易實現，比如在樓梯、門口、大廳等處采用防火卷簾、防火墻、防火門、防火水幕等技術措施進行防火分區，或者設立自動噴水滅火設備，從而大大提高建筑面積。但是其在大跨度輕鋼結構廠房中實現起來比較困難。
1.防火墻與防火分區
輕鋼結構廠房通常選用流水線的作業方式，因此廠房中的所有設備都是有序的加工線。此時就需要做好防火墻的設置，其不僅會造成生產線的中斷，還會導致原料、產品等的運輸困難，最終導致生產活動受限，工廠利益受到損失。
2.防火卷簾與防火分區
在進行民用建筑設計過程中，防火卷簾在防火分區中得到了廣泛的應用，但是大部分工業廠房中防火卷簾不是十分合適。首先，輕鋼結構的設計跨度較大，在進行操作時極易導致卷窗卡在滑槽里，很難進行防火卷簾的收放。其次，防火卷簾的使用需要高昂的費用，從生產成本的角度考慮，工廠業主不會采取這種方式進行防火分區。
3.自動噴水滅火與防火分區
需要將自動噴水滅火裝置安裝到整個車間的各個部位，這樣可以將防火分區面積適當的擴大一倍，從而符合防火規范標準。但是在實際應用過程中，還存在以下兩個方面的問題：（1）《自動噴滅火系統設計規范》中提出，如果大空間建筑物超過8m，一般不鼓勵使用閉式噴頭。我國單層輕鋼結構車間的高度大多都超過了8米。（2）如果將自動噴水滅火裝置安裝到了整個車間內部，此時可以將防火分區面積適當的擴大一倍。但是有的丙類三級單層輕鋼車間面積達9000m2，即使使用了自動噴水滅火裝置防火分區的允許面積只是從3000m2擴大到6000m2，但仍小于9000m2，也就是說擴大一倍的防火分區面積仍不能滿足輕鋼車間的要求。
4.獨立水幕與防火區
在廠房消防設計中最常采用的方式是用獨立的水幕作為防火分隔。用獨立水幕做防火分隔雖然不會將車間截成兩半，也不會產生大跨度防火卷簾的麻煩，但是在現場應用過程中，單獨的水幕分隔同樣存在一定的缺陷。（1）獨立水幕對水的需求量較大，而且水池造價成本高。例如，一個跨度為36m的水幕，其所需供水量為2L/ms，如果持續2小時的消防過程，則會使貯水量達到518m3，此外，室內外消火栓同樣需要貯水量，由此可見獨立水幕的使用需要大量的水，不僅造成水資源的浪費，而且貯水量太大也必將導致消防水池的成本提高。（2）在獨立水幕啟動時，由于水流的沖擊作用可能會給生產設備造成不同程度的損失，有時僅在車間內局部出現小范圍的火災，借助水槍或滅火器就可以解決，但是有些輕鋼結構廠房卻啟動了獨立水幕進行滅火。這種做法也許會造成更大的損失，因此在啟動獨立水幕時應當嚴格掌握水幕的啟動時機，避免失誤動作造成嚴重損失。因此，在對車間獨立水幕進行設計時，一般使用人工手動啟動，這樣可以提高獨立水幕的運行效率。（3）獨立水幕無法定期進行維修，無法進行試水檢驗，從而不能確保整個水幕系統的穩定性。在輕鋼結構廠房設計工程實踐過程中，一些廠房業主為了工廠更夠早日投產，大多都是先安裝生產設備，再安裝消防設備。在水幕安裝完畢后沒有辦法進行試水，無法掌握獨立水幕的實際噴水情況，只有在火災發生時才能進行試水，但這卻起不到預先防火的作用。因此試水的問題僅能采用先進技術給予適當的解決。例如，在設計水幕的過程中，可以將試水閥門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，對于車間上方的水幕噴頭與水幕管是否噴水或阻塞無法進行及時的測試。
5.是否設置室內消火栓的問題
根據《建筑設計防火規范》大面積的輕鋼結構廠房可不設置室內消火栓，但根據室內消火栓設置場所的條文解釋，對于具備一、二級耐火等級的廠房，因為內部儲存的可燃物比較少，及時出現火災也不會造成較大的經濟損失。例如，如果火災面積低于100m，而且不會造成較大損失時，在輕鋼結構廠房內部可以選擇不設置消防給水設施。如果果丁、戊類輕鋼結構廠房內部，儲存大量可燃物時，如木箱包裝機器、淬火槽、紙箱包裝燈泡等，需要將消防給水設施安裝到室內。但是丁、戊類輕鋼結構廠房一、二級耐火等級建筑物并沒有進行十分明確的界定，這就導致設計人員理解及把握程度不同，從而在進行建筑物設計使用時較多可燃物的情況。
6.其他解決方案
《建筑設計防火規范》中對四級耐火等級廠房的防火間距進行了規定，要求其保持在18m左右。因此，耐火等級為三級，生產類別為丙類的輕鋼結構廠房可以安裝一個18m寬的防火隔離帶。但是生產設備上經常會放有一些可燃物，例如生產時使用的原料和橡膠傳送帶等，如果出現火災，需要停止機器運轉，并借助水槍或者滅火器等控制火災。但是目前我國建筑消防規范并沒有提到這種做法，所有在輕鋼結構廠房設計中并沒有得到實際的應用，
綜上所述，隨著建筑行業的發展，輕鋼結構廠房由于其耐火等級較低、建筑面積較大、火災危害性較大等問題為建筑消防行業帶來了挑戰。因此，需要對消防技術進行改進，以便更好的適應時代步伐，重視輕鋼結構廠房消防基礎上的問題，盡力找到經濟性與安全性兩者之間的平衡點，采取相應的防范措施，保障我國工業廠房的消防安全。
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