基于聯合廠房建筑布局和防火設計的問題研究

牛 宇 晨

（建設綜合勘察研究設計院有限公司，北京 100007）

在現代工業生產領域中，涉及到生產工藝相近、生產流程相關的生產活動，一般可以設計建造聯合廠房，在滿足生產需求的同時提升空間利用率。在當代的工廠建筑設計中，建筑物主要包括生產建筑、輔助生產建筑、行政管理生活建筑等，而聯合廠房是現代工業生產及管理實現自動化、連續化的重要場所。聯合廠房建筑的優勢在于可以滿足現代工業生產的集約化需求，同時可以支持生產方式的優化及工藝的變化，降低工業生產、運營、管理成本，提高土地資源利用率。為了進一步發揮聯合廠房的優勢，并充分保證生產安全，有必要對聯合廠房建筑布局和防火設計的相關問題進行探究。

1 聯合廠房建筑布局的問題和解決對策

1.1 存在的問題

1）功能分區方面

2）交通體系方面

聯合廠房內涉及到的生產活動十分多樣，而各類生產、運輸設備及人員需要在各個區域之間運動，形成不同的交通流線。聯合廠房的交通流線主要包括設備物流、原材料物流、成品物流及人員流線等，而各個交通流線之間不能互相干擾[1]。但是，由于聯合廠房的功能分區布局及交通體系的設計規劃存在問題，導致內部交通混亂，不僅出現互相干擾的問題，還存在很大的安全隱患。比如，潔凈車間和污染車間穿插布局的方式，會導致相關原料、半成品及人員流動時出現互相干擾、污染的情況，同時也會導致人員的安全得不到保障。

1.2 解決對策

1）功能分區方面

事實上，聯合廠房是一種生產活動和承載空間結構的集成，是將相關功能和區域融合的有機系統。該系統不是簡單的功能、空間要素疊加，而是要將相關要素按照功能特點及整體生產活動要求進行有機結合，進而提升整個系統的內部結構和運轉模式的科學性、有序性。聯合廠房的布局方式包括垂直式、帶狀式、階梯式、混合式等，在布局設計環節需要充分考慮有限空間的具體面積、形狀、周邊環境、當地氣候條件等，確定合適的布局基本原則。比如，針對輕工業的聯合廠房布局，通?？梢允褂脦钍讲季?，如果所在地位于地勢起伏較大的地方，可以使用階梯式布局。當然，在一定的技術條件下，還可以設計為垂直式，達到節省土地資源的目的[2]。如圖1 所示，某診斷試劑制造廠采用帶狀式功能分區方案，實現了功能區之間的有效隔離，同時又兼顧了部分功能區的聯動需求。

在聯合廠房的功能分區方面，需要充分了解工業生產的基本要求和工藝流程，遵循污染潔凈分區、動靜分區及公共私密分區原則。并在相應的功能區之間設置一定的緩沖區、隔離區、通風區等，另外需要考慮各個區域的通風、采光、散熱等方面的需求。

2）交通流線方面

圖1 某診斷試劑廠功能分區圖（m）

在科學、合理的功能分區基礎上，要針對分區特點及生產管理要求，設計一套合理的交通流線體系。首先需要將基本的物流、人流進行分離、潔凈和污染流線分離、進場和出場流線分離、內部流線和外部流線分離[3]。交通流線的通道布局，應當在滿足基本分離及互不干擾原則的基礎上，減少拐彎距離。交通流線可以使用實體的隔離通道，或是采用地面劃線的方式進行分區。

2 聯合廠房建筑防火設計的問題和解決對策

2.1 存在的問題

1）火災風險識別

2.動態面板門檻系數估計結果。在得到東道國各項制度的門檻值后，本文進一步運用系統GMM估計法進行估計，以消除納入被解釋變量滯后一期lngdpit-1后造成的內生性問題?；貧w結果見表4、表5和表6。

現代化工業生產涉及到的材料、工藝多種多樣，從防火管理的角度來講，不同功能區域的火災風險類別不一樣、危險程度也存在較大差異，這導致聯合廠房火災風險識別難度較高。比如，規劃設計人員如果低估了甲類、乙類易燃易爆功能區的風險，沒有在空間布局、建筑面積方面進行科學設計，降低了火災危險性風險判定標準，導致采取的防火措施等級較低。而也有部分規劃設計人員過度夸大個別易燃易爆功能區的風險水平，導致對這些區域的防火措施進行過度配置，造成大量的資源浪費[4]。

2）防火分區

在聯合廠房的規劃設計中，做好防火邊界的設置是關鍵內容。在聯合廠房建筑空間內部，不同的功能區都有一定的火災風險，而這些功能區的混合，導致防火難度較大。尤其是一些防火分區邊界設置的不合理，或導致相關區域防火效果受到影響，甚至可能在某個區域出現火情時迅速波及周邊區域。

3）疏散通道設計

通常情況下，聯合廠房的建筑面積較大，內部空間比較復雜，且大部分區域內部的通風、排煙能力都比較弱。這導致在火災發生時內部人員安全疏散和逃生難度較高，疏散通道的設計面臨巨大挑戰。一些聯合廠房建筑設計中，導致內部空間過于復雜，不符合逃生通道的設計原則[5]。

4）防爆泄壓設計

部分工業生產活動中，涉及到大量易燃易爆材料，在聯合廠房建筑的設計中，需要做好防爆、泄壓設計。尤其是一些存在較高燃爆風險的生產廠房，需要遠離周邊建筑，且不適宜作為聯合廠房的一部分。按照相關廠房防火規范要求，有爆炸危險的廠房，應當采用單層半敞開式或敞開式建筑。其中，有爆炸危險的甲、乙類生產廠房，要使用一級、二級耐火建筑。然而，一些特殊廠房沒有嚴格遵守相關規范要求，且內部空間過于封閉，在出現危險氣體泄露時，無法快速操作設備進行泄壓、排風處理，導致引發爆炸、中毒等危險事故的風險增加。

2.2 解決對策

1）優化火災風險識別機制

在聯合廠房的防火設計中，需要聯合相關專業人員，對不同功能區、生產活動及工藝中存在的火災風險進行識別。并確定火災危險性的程度及類別，在設計中進行充分考慮。具體來講，針對廠房內主工藝涉及到的各類介質進行分析，對火災危險性進行定性和定量分析，并且要求設計團隊掌握基本的物理、化學、工業生產知識[6]。所謂定性分析，是對聯合廠房中各類生產活動的火災危險性介質進行詳細羅列、風險識別，為后續風險防范、應對策略的制定打下可靠基礎。

2）優化防火分區

在針對聯合廠房建筑進行防火設計時，需要將不同的火災風險和工藝流程分開，對其中的重要區域進行防火分隔，確保防火分區和聯合廠房整體功能分區、建筑結構保持較高的契合度。防火設計人員根據生產活動特點，結合廠房功能分區，對相應的防火分區危險性類別和最大允許面積進行確定，進而做好防火分區，具體見表1。

表1 聯合廠房防火分區面積m2

3）安全疏散通道設計

在聯合廠房防火設計中，需要保證較大的防火分區、每個樓層至少設置2 個安全出口，而丙類廠房的最遠點疏散距離不得超過15 m。針對大型聯合廠房的防火設計，需要重視疏散路徑的設計。可以在廠房中央位置設置“避難走道”，走道靠近各個廠房功能區的位置設置入口。當火情發生時，人員能夠盡快進入避難走道并疏散到室外安全地帶。避難走道由防火材料制成，內部空間與廠房空間相對獨立，采用獨立的通風通道，能夠給人員逃生爭取充足的時間[7]。如圖2 所示，在垂直廠房的疏散通道設計方面，需要考慮各個功能區和疏散通道的距離，并在功能分區的基礎上，配置防火門、防火墻。

4）防爆泄壓設計

針對聯合廠房這類大型綜合性廠房的防火設計，需要對涉及到的一些危險工藝、易燃易爆材料進行針對性的防火設計[8]。比如，要將易燃易爆區域設置在廠房的頂層或邊緣區域，并且將這些區域設計成開放式，或配置足夠多的窗口、通風口作為泄壓口。同時，在這些區域配置可燃氣體監測、連鎖排風、自動滅火設施。

3 結語

綜上所述，聯合廠房作為現代工業生產實現集約化、規模化的重要場所，其建筑布局和防火設計面臨巨大的挑戰。應當由掌握基本物理、化學、工業、消防知識的設計人員，基于對廠房所在地環境特點的全面勘察，以及對生產活動的基本特點分析，做好廠房建筑的功能分區和交通流線體系設計。在此基礎上，針對廠房的消防安全，要在做好各個區域消防安全風險識別的基礎上，將防火分區和功能分區、建筑結構進行有機結合，做好消防安全疏散通道的科學規劃與設計，針對危險性較高的區域做好針對性的防爆、泄壓設計。通過科學化的規劃和防火設計，在滿足生產要求的同時提高聯合廠房的防火水平。