关于钢结构建筑防火问题的技术措施

　　摘 要：本文通过介绍钢结构工业厂房设计中遇到的生产工艺要求，与规范要求的防火分区之间的矛盾，并以一工程实例，探讨了厂房防火问题如何变通解决的措施。

　　关键词：钢结构,防火分区,工艺设备,变通

　　0前言

　　在现代工业厂房建筑物中，轻钢结构这种形式被越来越多的采用，其具有较多的优点，如造型美观、跨度大、造价低、建设周期、现代感强等等。但是轻钢结构建筑也具有一些缺陷，如耐火等级较低、大跨度不利于厂房防火分区等等。目前这些问题有的可以采取技术措施解决，有的也还没有完美的解决方案。下面本文就结合工程实践，就上述问题作初步探讨。

　　1轻钢结构在工业厂房设计中的应用

　　如上图(图1)所示，为苏美达机电产业园综合厂房，该工程又一栋三层钢结构办公楼，和紧邻的单层钢结构厂房(局部二层)构成。长度135m(15×9m)，宽度90m(4×22.5m)。建筑物生产类别为丙类，建筑结构安全等级为二级，设计使用年限为主体结构合理使用年限50年，建筑物耐火等级二级。室外供水系统：540立方消防水池，按照规范布置室外消防栓，泵房增压设备两台，一用一备，(水泵型号：XBD5/50-QW,流量Q50L/S,扬程H=50m，功率N=55kw)室内消防栓给水系统:消防栓布置保证两支枪的充实水柱同时到达室内任何地方，充实水柱>7米，室内消防栓由地下泵房统一加压。

　　本工程消防控制中心，采用海湾消防主机控制系统。

　　2轻钢结构工业厂房的耐火等级

　　本工程轻钢结构工业厂房的承重构件为钢柱、网架，建筑外表面覆以彩色铝锌钢板以及镀铝锌钢板等。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，该厂房建筑物的耐火等级仅为四级(耐火等级较低)。如不进行特殊处理，轻钢结构就不能作为本工程的结构形式。

　　解决的方法是：该厂房在柱、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1.5～2.5小时，这样，建筑物的耐火等级可按二级考虑，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。

　　3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。现代轻钢厂房的占地面积通常较大，如本工程主车间的建筑面积超过12000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，耐火等级按二级考虑)，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，如本工程办公楼部分，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。

　　3.1防火墙与防火分区

　　因本工程成套设备生产线的工艺要求，不可能用防火墙把厂房分3000平米以内的小间，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，也不可以使用这样的方案。

　　3.2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。如本工程，单跨达22.5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，也不现实。

　　3.3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(本工程檐口高度就达到8.2m)，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)本工程单层轻钢车间面积达12000平方米，需分4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12000平方米)。

　　3.4独立水幕与防火分区

　　用独立的水幕作防火分隔，是经常采用的方案，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。

　　3.5其他防火方案

　　对于防火分区，本工程采取了一个另类的解决方案，供同行参考。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，耐火等级为二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。

　　实际工程中，可以控制隔离带里没有堆放生产原料、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，我司将此类情况与当地的消防审批部门协商，解释理由，共同研究，最终在本工程中实施。

　　4结语

　　总之，轻钢结构工业厂房的耐火等级普遍都比较低，厂房空间允许设置防火分区的面积也较少，而且现代工业厂房又不允许硬性分隔，虽然采用独立水幕的方式虽可行，但并不理想。因此我们仍需在工作实践中不断探索，结合厂房的实际情况寻找出最佳防火方案。

《关于钢结构建筑防火问题的技术措施》

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