钢结构厂房消防设计研究与探讨

2013-08-15薛可平

中国建筑金属结构 2013年12期

薛可平

（福建省福州市鼓楼区公安消防大队，福建福州 350000）

伴随着市场经济规模的不断扩大，工矿企业厂房逐步朝向大规模，集约化的方向发展。钢结构厂房由于具有造价低、跨度大、建设周期短、造型美观和可拆装重新利用等优点而被广泛应用。然后，由于钢结构建筑在耐火等级上普遍较低，对于大跨度、大空间的厂房而言，对防火分区的要求也越来越高，其中的大部分问题是可以通过技术革新来解决的，但是有些却没有完善的解决方案。如果完善大面积的钢结构厂房消防设计，提高其抗火能力成为了许多钢结构建筑学者的研究方向。笔者根据近几年对钢结构厂房火灾特性的分析以及个人对防火规范的阅读理解，提出了要从明确厂房耐火等级，火灾危险性以及划分防火分区等几个方面提出了钢结构厂房消防设计中应当注意的几个问题。

1 厂房耐火等级、火灾危险性和划分防火分区

厂房火灾危险性的确定是进行消防审核的前提。按照《建筑设计防火规范》中的规定，将厂房的火灾危险性等级划分为了五类，甲、乙、丙、丁、戊。通过长期工作的经验，我们发现甲、乙、丙三类厂房容易区分，但是很难对丁和戊进行正确的区分。钢柱、网架是钢结构厂房承重的主要构件，在钢结构建筑的外表面会覆盖镀铝锌钢板或者彩色铝锌钢板。与《建筑设计防火规范》中有关建筑构件耐火极限的相关规定（第2.0.1条），钢结构的耐火极限只有15min，因此对照规范，认为钢结构厂房的耐火等级是四级。但是在第3.2.4条中又有说明两种情况时建筑的梁、柱是能够使用无防火保护的金属结构的，并且指出如果存在有可能受到甲、乙、丙类可燃气体或者液体火焰影响的部分应当使用防火隔热的保护措施进行消防安全防护，这两种情况分别是指（1）单层丙类厂房并且设置了自动灭火系统；（2）丁、戊类厂房。笔者认为这是对丁、戊类厂房的一种特殊规定，也就是说钢结构的丁、戊类厂房的耐火等级是可以被视作耳机的。虽然丁、戊厂房在理论上发生火灾的可能性非常小，但是并不代表不会发生火灾，考虑到现代企业厂房常常出现“可燃物移动”这一现象。并且在实际的消防监督中，笔者发现许多消防设计在厂房功能分区上很不明确，使用过程中又会根据生产的需要随意改动厂房的布局，在某些时间内，布局厂房可能堆放的不仅仅是不燃或者难燃物品，更主要的可能是橡胶、包装和包装纸箱等。在这种情况下，对厂房的火灾危险性等级确定就存在很大的不同之处。一些厂房在某些时候火灾危险等级可以达到丙类，但是在其他时候没有存放上述包装类的物品，也就恢复到了设计中的丁、戊类了。这要就导致了火灾危险性等级确定的难处。

如何在这中火灾危险等级确定中找到一个安全性高又经济的平衡点就成为了一项重要课题。保证钢结构厂房的基本优点，同时保证消防安全是重中之重，笔者认为：在原则上将其定为丁、戊类厂房，这样就困难按照耳机耐火等级来进行消防安全设计，同时节省了防火阻燃处理，解决了成本，但是与此同时还要做好以下几项工作来保证其安全性：（1）对火灾危险性较大的部分面积一定要严格控制。在《建筑设计防火规范》中有着明确的规定，危险性较大的部分面所占本防火分区面积的比例不得高于5%，对于丁、戊类厂房则要求，油漆工段的面积不得超过10%，考虑到钢结构厂房的面积一般都是在上千平方米之上的，因此这一点只需要稍加注意就很容易实现；（2）要严格控制包装类物品的堆放方式和放置数量，对于包装纸箱、泡沫盒橡胶等物品都是属于可燃物品的。按照《建筑设计防火规范》中提出的规定，只要能够将可燃包装类物品的重量控制在自身物品重量1/4以下，就能够把其当做丁、戊类的仓库来对待，另外，在规定中也有对戊类仓库和丁类仓库的一个详细规定，戊类仓库中的防火分区的面积是不加限制，丁类仓库防火分区面积最高可以达到3000平方米，这都是很容易实现的。最后的一个问题就是按照规定，厂房内部在设置丁、戊类仓库的时候，必须要采用耐火极限不低于1.00h的楼板或者不低于2.50h的不燃体隔墙将其同厂房隔开。这在实际的操作中是很难实现的。考虑到在实际的消防过程中，钢结构厂房人员的疏散速度是很快的，并且可燃物一般是集中在内设仓库中的，其他地方存有的可燃物比较少，因此笔者认为可以将内设仓库当做外部独立仓库来考虑，找找《建筑设计防火规范》第3.4.1条中的规定，将防火距离设置为10米，这样就能够保证即使是堆放的可燃物发生了严重的火灾，仍然是可以将火势控制住的，并且保证火势不会蔓延到其他的设备。

2 是否设置室内消火栓

对于消火栓的设置问题，应当从两个方面进行考虑，一是厂房内的可燃物的数量多少，二是扑救火灾的方便程度。

对于面积较大的钢结构厂房，《建筑设计防火规范》中有着这样的说明：对于一、二级耐火等级的多层丁、戊类的厂房，如果可燃物比较少，即使有火灾出现，但是很难扩散成大面积的火灾，例如起火面积不超级100m，并且不会引起较大的经济损失，就可以考虑在室内不设置消防给水设置，但是如果在丁、戊类厂房中有较多的可燃物堆积，例如存在淬火槽，有较多的纸箱包装灯泡等，则必须设置室内消防给水设施。

这里对丁、戊类厂房的一、二耐火等级的划分界限并没有进行明确而详细的划分，这就导致设计人员很难对其进行正确地理解和把握，在设计时是按照可燃物的多少进行设计的，但是在实际的生产中常出现的搬运现象使得厂房中的可燃物增多，一旦出现这种情况就只能靠增加灭火器的数目来解决了。

与此同时也要认识到厂房内是否设置消火栓还同火灾过后企业单位是依靠自救还是公安消防扑救有着相关的联系。大面积额钢结构厂房如果出现了火灾，就会使得自身的耐火等级降低，进行出现结构失稳甚至倒塌的情况，因此就要尽最大努力阻止火势的扩大，将火灾扑灭在较小的阶段。对于那些离消防队比较远的单位企业，如果过度依赖公安消防，就会导致错过最佳的灭火实际，产生重大的随时，因此这些单位应当重视单位自救建设，适宜在厂房内多设置消火栓系统。根据长期的消防实践经验显示，我国的底层建筑火灾扑救工作，水枪在充分充水过后的长度一般是在10~17m之间。当水枪水柱的长度有所增加时，水枪的反作用力也会有所提升。考虑到经过严格训练的消防员能够承受的最大水枪反作用力最大也是20Kg，也就是说水枪的实际充实长度必须要处于17米之下。所以当厂房的一般跨度大于17m的时候，就必须要设置室内消防给水设施以便于扑火，而不论火灾危险等级和可燃物的数量。