淺析工業(yè)建筑消防設(shè)計(jì)要點(diǎn)

張麒

山西省建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司 山西 太原 030000

我國是最具規(guī)模的制造大國，大小城市都規(guī)劃了不同形式的工業(yè)區(qū)，工業(yè)建筑類型多，建筑空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一旦工業(yè)建筑內(nèi)部發(fā)生火災(zāi)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的危害，企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡將是非常慘重的。工業(yè)建筑火災(zāi)具有危險(xiǎn)性高、蔓延速度快等特點(diǎn)，由于我國針對工業(yè)建筑的消防設(shè)計(jì)研究仍存在很多不足，消防設(shè)計(jì)還無法完全適應(yīng)建筑需求的變化，需要在滿足現(xiàn)行規(guī)范的技術(shù)要求的基礎(chǔ)上，不斷創(chuàng)新完善消防設(shè)計(jì)。

1 工業(yè)建筑消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

工業(yè)建筑室內(nèi)凈空高度＞8m典型的大空間建筑，工業(yè)建筑包括室內(nèi)凈高高度＞12m的各種倉庫、廠房等。工業(yè)建筑的特點(diǎn)是單層跨度大、層間高、面積大，一般跨度≥60m，建筑內(nèi)部不設(shè)置或少設(shè)置實(shí)體分隔。按照我國現(xiàn)行規(guī)范和工業(yè)建筑的功能，工業(yè)建筑的特點(diǎn):建筑面積和空間跨度較大，這也是工業(yè)建筑的最突出的建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在其消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，水平方向和垂直方向的分隔是設(shè)計(jì)難點(diǎn)；工業(yè)建筑通常需要在建筑內(nèi)部做開口設(shè)計(jì)，如門庭、樓梯等，這種設(shè)計(jì)模式在具體實(shí)踐中增加了空間分隔的困難；工業(yè)建筑內(nèi)部的屋頂、吊頂棚、鋼制屋架等封閉處理，在結(jié)構(gòu)關(guān)鍵位置的消防設(shè)計(jì)中，選擇防火性能好的施工材料，特別是垃圾道和變形縫等易造成火災(zāi)的區(qū)域；工業(yè)建筑為人員密集、內(nèi)部自由度大的場所，其跨度大，人員、物品過于集中，消防隱患較多。一般單層或框架結(jié)構(gòu)的工業(yè)建筑長度在≥100m，甚至≥200m，工業(yè)建筑的結(jié)構(gòu)寬度為50～100m，高度為6～15m，很多工業(yè)建筑總面積≥100000m2，在大空間工業(yè)建筑設(shè)計(jì)中，一般不設(shè)置悶頂，應(yīng)上下連通[1]。

工業(yè)建筑的消防系統(tǒng)復(fù)雜，因?yàn)閺S房、倉庫、儲(chǔ)罐區(qū)等工業(yè)建筑空間大、格局復(fù)雜等問題，根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，應(yīng)設(shè)計(jì)合理的消防系統(tǒng)，根據(jù)建筑用途和使用環(huán)境，設(shè)計(jì)消防系統(tǒng)，通過科學(xué)的消防設(shè)計(jì)，提高工業(yè)建筑的防火安全性和使用壽命。

2 工業(yè)建筑火災(zāi)特點(diǎn)

2.1 工業(yè)建筑的消防隱患多

工業(yè)建筑是空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜的多功能的綜合性實(shí)體結(jié)構(gòu)，通常建筑內(nèi)部存在大量的可燃物品，而且空間大、面積大，排查消防隱患時(shí)容易存在遺漏，存在的安全隱患較多。

2.2 工業(yè)建筑的火勢蔓延快

工業(yè)建筑內(nèi)部空間跨度大、實(shí)體分割少，建筑內(nèi)部的垂直通道在火災(zāi)發(fā)生時(shí)助推火勢，火災(zāi)蔓延速度明顯快于普通建筑，建筑內(nèi)部高度過大形成從下至上水平方向的風(fēng)，火勢借助風(fēng)力，進(jìn)一步加快了蔓延的速度[2]。

2.3 工業(yè)建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)人員疏散比較困難

因?yàn)楣I(yè)建筑內(nèi)的人員數(shù)量大或者物品堆積過于密集，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，進(jìn)行人員安全疏散的過程中，必然會(huì)存在超長的疏散隊(duì)伍。在火災(zāi)疏散時(shí)，因?yàn)榛馂?zāi)會(huì)產(chǎn)生大量的煙霧，煙霧蔓延方向一般是水平和上部，及時(shí)疏散建筑內(nèi)各個(gè)功能區(qū)的工作人員在實(shí)踐中存在較多困難。

2.4 工業(yè)建筑火災(zāi)的撲救難度較大

工業(yè)建筑發(fā)生火災(zāi)事故后，救火難度相對大。這是因?yàn)楣I(yè)建筑的結(jié)構(gòu)對火勢具有高強(qiáng)吹拔能力，工業(yè)建筑火災(zāi)發(fā)生后，首先會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，滅火主要是利用消防系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)裝置，控制滅火系統(tǒng)進(jìn)行撲救，但是，大量事實(shí)證明火勢蔓延速度很難得到有效控制，消防聯(lián)動(dòng)裝置無法保障救援和滅火效果。

3 工業(yè)建筑消防設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 防火分區(qū)

工業(yè)建筑的消防設(shè)計(jì)，可以選擇防火分區(qū)設(shè)計(jì)，有利于預(yù)防或限制火勢的蔓延速度，對火勢的控制和撲救具有十分重要的作用。工業(yè)建筑防火分區(qū)的設(shè)計(jì)如果采取水平劃分或者垂直劃分設(shè)計(jì)消防系統(tǒng)，都無法滿足相關(guān)規(guī)范的消防要求。

3.1.1 防火分區(qū)設(shè)計(jì)依據(jù)

規(guī)范要求工業(yè)建筑內(nèi)的門廳、倉庫等，應(yīng)設(shè)有火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)滅火系統(tǒng)，工業(yè)建筑的施工或裝修過程應(yīng)采用不可燃或可燃性低的施工材料，工業(yè)建筑中設(shè)計(jì)地上部分防火分區(qū)允許的最大建筑面積為5000m2，設(shè)計(jì)地下部分防火分區(qū)的允許最大建筑面積為1000m2。防火分區(qū)的消防設(shè)施應(yīng)完善，并滿足規(guī)范要求，耐火等級為一、二級的工業(yè)建筑，防火分區(qū)允許的最大面積為5000m2。

在上下層設(shè)置開口位置的工業(yè)建筑，如果不采取防火分隔措施時(shí)，可把上下聯(lián)通層設(shè)計(jì)為豎向防火分區(qū)，分區(qū)面積應(yīng)在規(guī)范的允許范圍內(nèi)；耐火等級為一類或二類的甲類工業(yè)建筑，其占地面積是防火分區(qū)最大允許建筑面積的3倍；耐火等級為一二級的乙類工業(yè)建筑，其占地面積是防火分區(qū)最大允許建筑面積的4倍；耐火等級為三級的第一類乙類工業(yè)建筑，其占地面積是防火分區(qū)最大允許建筑面積的2倍，第二類乙類工業(yè)建筑，其占地面積是防火分區(qū)最大允許建筑面積的3倍。工業(yè)建筑內(nèi)設(shè)計(jì)的防火分區(qū)之間，采用防火墻分隔。甲、乙類工業(yè)建筑內(nèi)防火分區(qū)的防火墻不設(shè)計(jì)門、窗、洞口等。工業(yè)建筑在保證整個(gè)防火分區(qū)全部設(shè)計(jì)了自動(dòng)滅火系統(tǒng)的前提下，防火分區(qū)的最大允許建筑面積才允許增加1.0倍[3]。

3.1.2 防火分區(qū)的消防措施

工業(yè)建筑的防火分區(qū)消防措施主要是采用防火分隔技術(shù)，選擇靈活合理的消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，多應(yīng)用防火墻和防火門的消防措施。

(1)防火墻分隔法

根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，在工業(yè)建筑的屋頂承重結(jié)構(gòu)和屋面板的耐火極限超過正常標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值時(shí)，防火墻的設(shè)計(jì)高度應(yīng)低于屋面，防火墻砌至屋面結(jié)構(gòu)的地面。防火墻的應(yīng)用條件是防火分區(qū)劃分應(yīng)是割裂式，但不限制其高度，防火墻非常適用于開敞度要求低的建筑空間。

(2)防火門、防火卷簾法

為實(shí)現(xiàn)工業(yè)建筑的耐火等級的提升，應(yīng)增加設(shè)計(jì)一定數(shù)量的防火門、防火卷簾，防火裝置數(shù)量的增加對提升建筑的消防安全性具有重要的作用。在消防設(shè)計(jì)時(shí)，為了達(dá)到工業(yè)建筑的防火效果，在防火門或防火卷簾的兩側(cè)，設(shè)計(jì)自動(dòng)噴淋系統(tǒng)。防火門、防火卷簾和防火墻應(yīng)綜合利用，控制其設(shè)計(jì)高度，設(shè)計(jì)防火門或防火卷簾的優(yōu)勢是裝置應(yīng)用靈活，方便開啟與關(guān)閉，發(fā)生火災(zāi)時(shí)便于及時(shí)撲救。

(3)水幕分隔法

按照相關(guān)規(guī)范要求，消防設(shè)計(jì)可采取水幕分隔法，控制噴水高度≤12m，且保證工業(yè)建筑施工或裝修材料不采用可燃物或其他可燃的構(gòu)件，避免可燃物造成火勢的蔓延擴(kuò)大。在水幕分割法的設(shè)計(jì)上，應(yīng)保障工業(yè)建筑較大的空間，設(shè)計(jì)的水幕噴射方向應(yīng)朝上，便于控制火勢，防止煙火在建筑上部空間蔓延。選擇水幕分隔法的應(yīng)用優(yōu)勢是該設(shè)計(jì)適合空間高度較高的工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)，具有使用靈活可控性強(qiáng)、空間布局美觀的特點(diǎn)，在工業(yè)建筑中應(yīng)用廣泛。需要特別注意的是，為提高工業(yè)建筑消防設(shè)計(jì)的觀賞效果，一些工業(yè)建筑可能采用設(shè)計(jì)玻璃幕墻和吊頂?shù)姆绞奖ＷC建筑內(nèi)部的美觀性，但是這樣設(shè)計(jì)會(huì)影響建筑的安全性，因?yàn)椴Ａз|(zhì)地的施工材料在火災(zāi)的高溫作用下可能破碎造成塌頂，更容易導(dǎo)致火勢的擴(kuò)大，所以這種設(shè)計(jì)方式并不可取[4]。

3.2 自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)

3.2.1 工業(yè)建筑的自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)

目前，我國工業(yè)建筑消防設(shè)計(jì)已呈現(xiàn)出智能化、科學(xué)化的趨勢。互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在各領(lǐng)域的普遍應(yīng)用，最大程度地實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的智能化，不斷促進(jìn)了報(bào)警精度的提升。

3.2.2 紅外光束感煙探測系統(tǒng)

工業(yè)建筑消防系統(tǒng)中設(shè)計(jì)紅外光束感煙探測系統(tǒng)，適用于普通的感煙、感溫系統(tǒng)無法控制的空間、過于高大的空間或普通的探測系統(tǒng)無法企及的屋頂結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)對建筑室內(nèi)空間和外部環(huán)境的變化參數(shù)具有自動(dòng)補(bǔ)償?shù)墓δ埽瑧?yīng)用優(yōu)勢是可以精確區(qū)分火災(zāi)報(bào)警和故障，有助于通過光學(xué)斷面圖像準(zhǔn)確判斷火災(zāi)，大大提高防火探測準(zhǔn)確性。

3.2.3 智能火災(zāi)探測系統(tǒng)

智能火災(zāi)探測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是借助計(jì)算機(jī)技術(shù)，該系統(tǒng)應(yīng)用優(yōu)勢是獨(dú)立適應(yīng)性強(qiáng)。傳統(tǒng)的火災(zāi)探測系統(tǒng)適應(yīng)性較差，存在較高的錯(cuò)誤報(bào)警率，但是智能火災(zāi)探測系統(tǒng)的監(jiān)測最大距離可達(dá)100m，特別適合大空間的工業(yè)建筑消防設(shè)計(jì)，成本過高是該系統(tǒng)的應(yīng)用缺陷。

3.3 自動(dòng)化滅火系統(tǒng)

自動(dòng)化滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括雨淋系統(tǒng)和遙控消防炮系統(tǒng)。雨淋系統(tǒng)在火勢蔓延快、火勢較強(qiáng)的火災(zāi)中應(yīng)用效果較好。在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，該系統(tǒng)的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警控制器會(huì)直接打開常用的隔膜式水滴雨淋系統(tǒng)的電磁閥，發(fā)揮快速排水且瞬間撲救的作用，雨淋系統(tǒng)可以設(shè)計(jì)雨量覆蓋區(qū)或隔離保護(hù)區(qū)。遙控消防炮系統(tǒng)設(shè)計(jì)是用一種相當(dāng)于電視監(jiān)控的技術(shù)，自動(dòng)跟蹤探測火情，遙控靈活方便，該系統(tǒng)水量大，射程遠(yuǎn)，一般射水≥70m，在工業(yè)建筑中可以設(shè)計(jì)為遠(yuǎn)程遙控的方式，可以有線控制或無線手動(dòng)控制，尤其適用于易燃、易爆的油庫儲(chǔ)罐區(qū)。

3.4 排煙設(shè)計(jì)

在消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)設(shè)計(jì)有效靈活的排煙措施，根據(jù)工業(yè)建筑的實(shí)際情況和規(guī)范要求，進(jìn)行人性化、科學(xué)化地設(shè)計(jì)，可利用計(jì)算機(jī)技術(shù)模擬火場，選擇科學(xué)地排煙方式，合理設(shè)計(jì)排煙口的位置，確定科學(xué)的數(shù)量。工業(yè)建筑的排煙方式的選擇不如普通建筑靈活，根據(jù)工業(yè)建筑用途、外部結(jié)構(gòu)及形態(tài)等設(shè)計(jì)自然排煙或機(jī)械排煙。在特殊功能的工業(yè)建筑內(nèi)，如果無法設(shè)計(jì)和安裝排煙風(fēng)機(jī)和管道等消防設(shè)施，采用自然排煙；對外部不開口的建筑，根據(jù)建筑安全要求、排煙量、排煙口位置等設(shè)計(jì)機(jī)械排煙。排煙量是排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要參數(shù)，排煙量的計(jì)算需要結(jié)合實(shí)際建筑確定，在設(shè)計(jì)中可以參照建筑安全要求和火災(zāi)時(shí)煙氣速率確定。

4 結(jié)語

工業(yè)建筑消防設(shè)計(jì)內(nèi)容較多，消防安全需要設(shè)計(jì)者格外重視。對工業(yè)建筑的消防設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行淺析，總結(jié)有助于提高工業(yè)建筑消防系統(tǒng)安全性的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。在消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，首先應(yīng)保障人們的生命安全，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)確保人們可以得到及時(shí)疏散和安全逃生，有效控制火勢蔓延并及時(shí)撲滅火災(zāi)，工業(yè)建筑中消防設(shè)計(jì)人性化、智能化的發(fā)展，將不斷推動(dòng)建筑安全性能的不斷提高。