基于联合厂房建筑布局和防火设计的问题研究

牛 宇 晨

（建设综合勘察研究设计院有限公司，北京 100007）

在现代工业生产领域中，涉及到生产工艺相近、生产流程相关的生产活动，一般可以设计建造联合厂房，在满足生产需求的同时提升空间利用率。在当代的工厂建筑设计中，建筑物主要包括生产建筑、辅助生产建筑、行政管理生活建筑等，而联合厂房是现代工业生产及管理实现自动化、连续化的重要场所。联合厂房建筑的优势在于可以满足现代工业生产的集约化需求，同时可以支持生产方式的优化及工艺的变化，降低工业生产、运营、管理成本，提高土地资源利用率。为了进一步发挥联合厂房的优势，并充分保证生产安全，有必要对联合厂房建筑布局和防火设计的相关问题进行探究。

1 联合厂房建筑布局的问题和解决对策

1.1 存在的问题

1）功能分区方面

2）交通体系方面

联合厂房内涉及到的生产活动十分多样，而各类生产、运输设备及人员需要在各个区域之间运动，形成不同的交通流线。联合厂房的交通流线主要包括设备物流、原材料物流、成品物流及人员流线等，而各个交通流线之间不能互相干扰[1]。但是，由于联合厂房的功能分区布局及交通体系的设计规划存在问题，导致内部交通混乱，不仅出现互相干扰的问题，还存在很大的安全隐患。比如，洁净车间和污染车间穿插布局的方式，会导致相关原料、半成品及人员流动时出现互相干扰、污染的情况，同时也会导致人员的安全得不到保障。

1.2 解决对策

1）功能分区方面

事实上，联合厂房是一种生产活动和承载空间结构的集成，是将相关功能和区域融合的有机系统。该系统不是简单的功能、空间要素叠加，而是要将相关要素按照功能特点及整体生产活动要求进行有机结合，进而提升整个系统的内部结构和运转模式的科学性、有序性。联合厂房的布局方式包括垂直式、带状式、阶梯式、混合式等，在布局设计环节需要充分考虑有限空间的具体面积、形状、周边环境、当地气候条件等，确定合适的布局基本原则。比如，针对轻工业的联合厂房布局，通常可以使用带状式布局，如果所在地位于地势起伏较大的地方，可以使用阶梯式布局。当然，在一定的技术条件下，还可以设计为垂直式，达到节省土地资源的目的[2]。如图1 所示，某诊断试剂制造厂采用带状式功能分区方案，实现了功能区之间的有效隔离，同时又兼顾了部分功能区的联动需求。

在联合厂房的功能分区方面，需要充分了解工业生产的基本要求和工艺流程，遵循污染洁净分区、动静分区及公共私密分区原则。并在相应的功能区之间设置一定的缓冲区、隔离区、通风区等，另外需要考虑各个区域的通风、采光、散热等方面的需求。

2）交通流线方面

图1 某诊断试剂厂功能分区图（m）

在科学、合理的功能分区基础上，要针对分区特点及生产管理要求，设计一套合理的交通流线体系。首先需要将基本的物流、人流进行分离、洁净和污染流线分离、进场和出场流线分离、内部流线和外部流线分离[3]。交通流线的通道布局，应当在满足基本分离及互不干扰原则的基础上，减少拐弯距离。交通流线可以使用实体的隔离通道，或是采用地面划线的方式进行分区。

2 联合厂房建筑防火设计的问题和解决对策

2.1 存在的问题

1）火灾风险识别

2.动态面板门槛系数估计结果。在得到东道国各项制度的门槛值后，本文进一步运用系统GMM估计法进行估计，以消除纳入被解释变量滞后一期lngdpit-1后造成的内生性问题。回归结果见表4、表5和表6。

现代化工业生产涉及到的材料、工艺多种多样，从防火管理的角度来讲，不同功能区域的火灾风险类别不一样、危险程度也存在较大差异，这导致联合厂房火灾风险识别难度较高。比如，规划设计人员如果低估了甲类、乙类易燃易爆功能区的风险，没有在空间布局、建筑面积方面进行科学设计，降低了火灾危险性风险判定标准，导致采取的防火措施等级较低。而也有部分规划设计人员过度夸大个别易燃易爆功能区的风险水平，导致对这些区域的防火措施进行过度配置，造成大量的资源浪费[4]。

2）防火分区

在联合厂房的规划设计中，做好防火边界的设置是关键内容。在联合厂房建筑空间内部，不同的功能区都有一定的火灾风险，而这些功能区的混合，导致防火难度较大。尤其是一些防火分区边界设置的不合理，或导致相关区域防火效果受到影响，甚至可能在某个区域出现火情时迅速波及周边区域。

3）疏散通道设计

通常情况下，联合厂房的建筑面积较大，内部空间比较复杂，且大部分区域内部的通风、排烟能力都比较弱。这导致在火灾发生时内部人员安全疏散和逃生难度较高，疏散通道的设计面临巨大挑战。一些联合厂房建筑设计中，导致内部空间过于复杂，不符合逃生通道的设计原则[5]。

4）防爆泄压设计

部分工业生产活动中，涉及到大量易燃易爆材料，在联合厂房建筑的设计中，需要做好防爆、泄压设计。尤其是一些存在较高燃爆风险的生产厂房，需要远离周边建筑，且不适宜作为联合厂房的一部分。按照相关厂房防火规范要求，有爆炸危险的厂房，应当采用单层半敞开式或敞开式建筑。其中，有爆炸危险的甲、乙类生产厂房，要使用一级、二级耐火建筑。然而，一些特殊厂房没有严格遵守相关规范要求，且内部空间过于封闭，在出现危险气体泄露时，无法快速操作设备进行泄压、排风处理，导致引发爆炸、中毒等危险事故的风险增加。

2.2 解决对策

1）优化火灾风险识别机制

在联合厂房的防火设计中，需要联合相关专业人员，对不同功能区、生产活动及工艺中存在的火灾风险进行识别。并确定火灾危险性的程度及类别，在设计中进行充分考虑。具体来讲，针对厂房内主工艺涉及到的各类介质进行分析，对火灾危险性进行定性和定量分析，并且要求设计团队掌握基本的物理、化学、工业生产知识[6]。所谓定性分析，是对联合厂房中各类生产活动的火灾危险性介质进行详细罗列、风险识别，为后续风险防范、应对策略的制定打下可靠基础。

2）优化防火分区

在针对联合厂房建筑进行防火设计时，需要将不同的火灾风险和工艺流程分开，对其中的重要区域进行防火分隔，确保防火分区和联合厂房整体功能分区、建筑结构保持较高的契合度。防火设计人员根据生产活动特点，结合厂房功能分区，对相应的防火分区危险性类别和最大允许面积进行确定，进而做好防火分区，具体见表1。

表1 联合厂房防火分区面积m2

3）安全疏散通道设计

在联合厂房防火设计中，需要保证较大的防火分区、每个楼层至少设置2 个安全出口，而丙类厂房的最远点疏散距离不得超过15 m。针对大型联合厂房的防火设计，需要重视疏散路径的设计。可以在厂房中央位置设置“避难走道”，走道靠近各个厂房功能区的位置设置入口。当火情发生时，人员能够尽快进入避难走道并疏散到室外安全地带。避难走道由防火材料制成，内部空间与厂房空间相对独立，采用独立的通风通道，能够给人员逃生争取充足的时间[7]。如图2 所示，在垂直厂房的疏散通道设计方面，需要考虑各个功能区和疏散通道的距离，并在功能分区的基础上，配置防火门、防火墙。

4）防爆泄压设计

针对联合厂房这类大型综合性厂房的防火设计，需要对涉及到的一些危险工艺、易燃易爆材料进行针对性的防火设计[8]。比如，要将易燃易爆区域设置在厂房的顶层或边缘区域，并且将这些区域设计成开放式，或配置足够多的窗口、通风口作为泄压口。同时，在这些区域配置可燃气体监测、连锁排风、自动灭火设施。

3 结语

综上所述，联合厂房作为现代工业生产实现集约化、规模化的重要场所，其建筑布局和防火设计面临巨大的挑战。应当由掌握基本物理、化学、工业、消防知识的设计人员，基于对厂房所在地环境特点的全面勘察，以及对生产活动的基本特点分析，做好厂房建筑的功能分区和交通流线体系设计。在此基础上，针对厂房的消防安全，要在做好各个区域消防安全风险识别的基础上，将防火分区和功能分区、建筑结构进行有机结合，做好消防安全疏散通道的科学规划与设计，针对危险性较高的区域做好针对性的防爆、泄压设计。通过科学化的规划和防火设计，在满足生产要求的同时提高联合厂房的防火水平。