鋼結(jié)構(gòu)廠房消防設(shè)計(jì)總結(jié)

1、鋼結(jié)構(gòu)廠房消防設(shè)計(jì)總結(jié)鋼結(jié)構(gòu)廠房消防設(shè)計(jì)總結(jié)鋼結(jié)構(gòu)體系廠房是指由維護(hù)、墻體及隔斷結(jié)構(gòu)與鋼管架支承結(jié)構(gòu)共同組成的廠房體系。這種結(jié)構(gòu)體系與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系相比具有較大優(yōu)勢：1、 由于采用了輕型屋頂及墻體結(jié)構(gòu)，而且其支撐鋼結(jié)構(gòu)的材料強(qiáng)度高，用料省，體型小，所以自重較輕。結(jié)構(gòu)重量輕減少了運(yùn)輸和吊裝費(fèi)用，基礎(chǔ)負(fù)載也相應(yīng)減少 ,減低了基礎(chǔ)造價(jià)。2、 由于鋼材強(qiáng)度高，房屋自重輕，故以鋼骨架作支承結(jié)構(gòu)時(shí),可建造開間、進(jìn)深較大的房屋，而且所需構(gòu)件的截面小，在相同建筑面積下的建筑空間利用率增加5 -7。3、鋼結(jié)構(gòu)具有良好的延性,抗震性能好且受損輕，而且由于鋼材便于加工,災(zāi)后容易修復(fù)。4、鋼結(jié)構(gòu)除基礎(chǔ)外,構(gòu)件全部由專業(yè)

2、工廠標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn),建筑質(zhì)量容易保證；工業(yè)化程度高，施工速度快，施工周期比傳統(tǒng)建筑可縮短一半；各部件運(yùn)抵現(xiàn)場組裝，施工現(xiàn)場文明,現(xiàn)場濕作業(yè)少，噪聲粉塵和建筑垃圾也少；施工作業(yè)受天氣及季節(jié)影響較少,并且可以工廠制作與現(xiàn)場安裝平行進(jìn)行，甚至一些標(biāo)準(zhǔn)化的廠房體系，可以隨訂貨，隨建造,大大縮短建造周期和資金占用時(shí)間。5、環(huán)境破壞及污染少，改建和拆遷容易，材料的回收和再生利用率高。隨著我國鋼鐵產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，鋼材產(chǎn)量和質(zhì)量持續(xù)提高，價(jià)格逐步下降，鋼結(jié)構(gòu)的造價(jià)也相應(yīng)有較大幅度的降低，因此在現(xiàn)代工廠設(shè)計(jì)中得到越來越多的采用。然而，輕鋼結(jié)構(gòu)建筑耐火等級較低，大空間、 大跨度廠房對防火分區(qū)又提出新的要求，這些問題有

3、的可以采取技術(shù)措施解決，有的還沒有完美的解決方案?，F(xiàn)就上述設(shè)計(jì)問題進(jìn)行初步探討:一、輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的耐火等級輕鋼結(jié)構(gòu)廠房的承重構(gòu)件一般為鋼柱、網(wǎng)架，建筑外表面覆以彩色鋁鋅鋼板或鍍鋁鋅鋼板等。根據(jù)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范，其柱、梁的耐火時(shí)間均為0.25 0.5 小時(shí)，建筑物的耐火等級僅為四級(耐火等級較低)。 以中密度纖維板廠或家具廠單層輕鋼結(jié)構(gòu)廠房為例，其生產(chǎn)類別為丙類， 規(guī)范要求的最低耐火等級為三級，這樣， 輕鋼結(jié)構(gòu)廠房就不夠資格作丙類廠房。解決的方法， 可在柱、 梁表面覆以1.5 厘米厚的 LG 防火隔熱涂料或2 厘米厚的LY防火隔熱涂料保護(hù)層，其耐火時(shí)間可達(dá)1.5 2.3 小時(shí)，這樣， 建筑物

4、的耐火等級可按三級考慮，滿足規(guī)范要求，但應(yīng)注意，應(yīng)要求輕鋼結(jié)構(gòu)廠家在作結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)考慮防火涂層的重量。二、輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的防火分區(qū)現(xiàn)代工業(yè)要求的廠房常是大空間、大跨度、通透的。為有效的把火災(zāi)控制在較小范圍內(nèi)，建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范要求在建筑物內(nèi)劃分防火分區(qū)，并明文規(guī)定了各級防火分區(qū)的最大允許面積。 現(xiàn)輕鋼廠房的占地面積通常較大，如中密度纖維板廠主車間的建筑面積一般都超過5000 平方米，而規(guī)范允許的分區(qū)面積為3000 平方米 (生產(chǎn)類別為丙類，采取防火涂層保護(hù)后，耐火等級按三級考慮)，因此應(yīng)作防火分區(qū)的分隔。防火分區(qū)在普通民用建筑中較易實(shí)現(xiàn)，如在門、廳、樓梯等處采取一些技術(shù)措施，用防火墻、 防火門、

5、 防火卷簾加水幕都可以較好的解決，若建筑內(nèi)設(shè)有自動(dòng)噴水滅火設(shè)備， 每層最大允許建筑面積還可增加一倍。但若試圖把這些技術(shù)措施平移到大面積的輕鋼結(jié)構(gòu)廠房，就會(huì)遇到問題。1.防火墻與防火分區(qū)因成套設(shè)備生產(chǎn)線的工藝要求，不可能用防火墻把廠房一分兩半，這樣截?cái)嗔诉B貫的生產(chǎn)線設(shè)備，也不利于物料及半成品、成品的運(yùn)輸。而且，從生產(chǎn)管理的角度，業(yè)主也不會(huì)接受這樣的方案。鋼結(jié)構(gòu)廠房消防設(shè)計(jì)總結(jié)2.防火卷簾與防火分區(qū)民用建筑中通用的防火門與防火卷簾，在面對大跨度的輕鋼廠房時(shí)，也不很合適。如某刨花板車間， 單跨達(dá) 36 米，如何定制這樣大跨度的防火卷簾呢，這樣的卷簾， 因跨度太大，在收放時(shí)很難控制，容易卡在滑槽里，且

6、造價(jià)又高，工程實(shí)踐中極少見。3.自動(dòng)噴水滅火與防火分區(qū)能否在整個(gè)車間設(shè)自動(dòng)噴水滅火裝置，使允許的防火分區(qū)面積增加一倍，從而滿足規(guī)范要求呢。這有兩個(gè)問題：(1)單層輕鋼結(jié)構(gòu)車間的高度大多遠(yuǎn)超過8 米，而根據(jù) <<自動(dòng)噴滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范>>第條，超過 8 米的大空間建筑物，安裝閉式噴頭的作用就不大了。(2)有的丙類三級單層輕鋼車間面積達(dá)9000 平方米， 需分三個(gè)防火分區(qū)，若全車間安裝自噴，則防火分區(qū)允許面積雖擴(kuò)大一倍，但仍然不夠 (安裝自噴后， 防火分區(qū)的允許面積從3000平方米擴(kuò)大到6000 平方米，但仍小于9000 平方米 )。4.獨(dú)立水幕與防火分區(qū)用獨(dú)立的水幕作防火

7、分隔，是我院經(jīng)常采用的方案，作一條防火水幕帶，區(qū)域?qū)? 米，流量 2 升/ 秒米。這種分隔方式很靈活，不像防火墻要把車間截成兩半，也沒有大跨度防火卷簾的麻煩，理論上多大的跨度都行，一般正常生產(chǎn)時(shí)，就好像它不存在，一旦有火災(zāi)需要防火分隔時(shí)，它可以立即實(shí)現(xiàn)有效分隔。但是，單獨(dú)水幕作防火分隔也有三大難題：(1)需水量太大，水池造價(jià)高。仍以跨度36 米計(jì)算，水幕供水量為2 升/ 秒米，按消防歷時(shí) 2 小時(shí)考慮， 則水幕貯水量應(yīng)為518 立方米， 再加上室內(nèi)外消火栓的貯水量，則消防水池的造價(jià)較高。(2)水幕啟動(dòng)時(shí)，大量的水突然噴泄而下，會(huì)對昂貴的生產(chǎn)設(shè)備造成較大的損失。如果車間內(nèi)發(fā)生了局部較小的火災(zāi)，

8、幾支滅火器加一支水槍就能解決， 此時(shí)冒然啟動(dòng)水幕防火分隔，則也許水幕的大水造成的損失會(huì)比局部火災(zāi)的損失更大。因此需嚴(yán)格掌握水幕的啟動(dòng)時(shí)機(jī)。它只適于火勢燒了半個(gè)車間， 并有蔓延之勢時(shí)啟動(dòng)。 為防止誤動(dòng)作造成損失， 我院設(shè)計(jì)的車間水幕，大多采用人工手動(dòng)啟動(dòng)， 通常只依靠幾個(gè)閉式噴頭來啟動(dòng)水幕的方式在這里不可靠。(3)有效維護(hù)麻煩，沒有辦法試水，來檢驗(yàn)水幕系統(tǒng)可靠性。理論上，如果車間建造安裝時(shí)，先安裝消防設(shè)施， 再安裝生產(chǎn)設(shè)備， 則有機(jī)會(huì)在水幕安裝完畢， 但生產(chǎn)設(shè)備還末安裝時(shí)，讓水幕試水。但是，在工程實(shí)踐中，為早日投產(chǎn)，大多把生產(chǎn)設(shè)備當(dāng)作第一重要，一到貨立即安裝，消防設(shè)施都排在了后面。那么， 在水幕

9、安裝完畢后， 大家將永不知道它的實(shí)際噴水情況如何 (除非發(fā)生大火災(zāi)，才有機(jī)會(huì)一試 )，但如果平時(shí)無法試水維護(hù)，在關(guān)鍵時(shí)刻水幕工作不正常怎么辦。試水的問題只好在技術(shù)上近似解決，在設(shè)計(jì)時(shí)，消防泵房水幕泵的出水管上可設(shè)試水管及試水閥門，利于平時(shí)檢驗(yàn)水幕泵的工作狀態(tài)。但車間上方的水幕管與水幕噴頭是否阻塞，噴水是否均勻，就無法測試了。5.另一種解決方案對于防火分區(qū)，還有另一種解決方案：根據(jù)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范第條，四級耐火等級廠房之間的防火間距為18 米，依此類推，如在生產(chǎn)類別為丙類，耐火等級為三級的輕鋼結(jié)構(gòu)單層廠房內(nèi)部設(shè)一區(qū)域?qū)?8 米的防火隔離帶，在隔離帶里沒有可燃物，理論上，是否可看作有效的防火分隔呢

10、?實(shí)際設(shè)計(jì)中，可以控制隔離帶內(nèi)沒有堆放生產(chǎn)原料、半成品等可燃物，但肯定有生產(chǎn)線的設(shè)備，而設(shè)備的橡膠傳送帶是可燃的，傳送帶上的原料或半成品也是可燃的，不過，傳送帶可以在有火災(zāi)時(shí)停下來，可燃物不多，一支水槍可有效封鎖，那么，上述的這樣一個(gè)隔離帶究竟算不算防火分區(qū)的有效分隔呢。規(guī)范沒有明文規(guī)定算或不算，按慣例， 此類情況需與鋼結(jié)構(gòu)廠房消防設(shè)計(jì)總結(jié)當(dāng)?shù)氐南缹徟块T協(xié)商研究，以求解決。三、總結(jié)綜上所述，因輕鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的耐火等級較低，相應(yīng)的允許防火分區(qū)面積也較低，但現(xiàn)代工業(yè)廠房又不允許硬性分隔，而采用獨(dú)立水幕的方式雖可行，但不理想， 我們?nèi)孕柙谠O(shè)計(jì)中不斷探索， 盡力找出更好的方案。 新的建筑技術(shù)的應(yīng)

11、用， 給我們的消防設(shè)計(jì)帶來新的挑戰(zhàn)，設(shè)計(jì)人員需多方面考慮問題，在分析比較中尋找更合適的方案。隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅猛發(fā)展，企業(yè)生產(chǎn)倉儲(chǔ)用房日趨大型化，而鋼結(jié)構(gòu)骨架建造的廠房，因具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高，抗震性能好，施工周期短，建筑工業(yè)化程度高，空間利用率大，節(jié)省投資等優(yōu)點(diǎn)， 而被投資者大量應(yīng)用。鋼材雖是一種不燃燒的材料，卻是熱的良導(dǎo)體，極易傳導(dǎo)熱量， 在未進(jìn)行防火處理的情況下，火災(zāi)時(shí)強(qiáng)度會(huì)迅速下降， 出現(xiàn)塑性變形， 產(chǎn)生局部損壞，造成鋼結(jié)構(gòu)整體倒塌失效。此類鋼結(jié)構(gòu)建筑還存在空間大，火勢蔓延快，設(shè)備、人員密集， 疏散困難等特點(diǎn)， 一旦發(fā)生火災(zāi)， 常用的自動(dòng)消防設(shè)施很難發(fā)揮預(yù)期作用，人員疏散和滅火救援難度

12、較大，有造成群死群傷的潛在危險(xiǎn)。從建筑設(shè)計(jì)施工的初期階段采用合理的預(yù)防措施，以避免和減少鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中整體跨塌，就顯得尤為重要。一、鋼結(jié)構(gòu)火災(zāi)時(shí)的理化性能建筑用鋼 (Q235、Q345 鋼等 )在全負(fù)荷的情況下失去靜態(tài)平衡穩(wěn)定性的臨界溫度為540左右。 鋼材的機(jī)械性能隨溫度的不同而有變化，當(dāng)溫度升高時(shí)，鋼材的屈服強(qiáng)度，抗拉強(qiáng)度和彈性模量的總趨勢是降低的，但在150以下時(shí)變化不大。當(dāng)溫度在250左右時(shí)，鋼材的抗拉強(qiáng)度反而有較大提高， 但這時(shí)的相應(yīng)伸長率較低、 沖擊韌性變差， 鋼材在此溫度范圍內(nèi)破壞時(shí)常呈脆性破壞特征， 稱為“藍(lán)脆”。如在“藍(lán)脆” 溫度范圍內(nèi)進(jìn)行鋼材的機(jī)械加工，則易產(chǎn)生裂紋，故應(yīng)力

13、求避免。當(dāng)溫度超過300時(shí)，鋼材的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和彈性模量開始顯著下降，而伸長率開始顯著增大，鋼材產(chǎn)生徐變 ;當(dāng)溫度超過400時(shí)， 強(qiáng)度和彈性模量都急劇降低;到 500左右，其強(qiáng)度下降到40% 50%，鋼材的力學(xué)性能，諸如屈服點(diǎn)、抗壓強(qiáng)度、彈性模量以及荷載能力等都迅速下降，低于建筑結(jié)構(gòu)所要求的屈服強(qiáng)度。我國20 世紀(jì) 90 年代初對裸露鋼梁的耐火極限進(jìn)行了驗(yàn)證，確認(rèn)了 I36b、I40b 標(biāo)準(zhǔn)工字鋼梁的耐火極限分別為15min 、 16min( 鋼梁內(nèi)部達(dá)到臨界溫度：平均溫度538，最高溫度649 )。因此， 若用沒有防火保護(hù)的普通建筑用鋼作為建筑物承載的主體，一旦發(fā)生火災(zāi)， 則建筑物會(huì)迅

14、速坍塌，對人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重的損失。二、鋼結(jié)構(gòu)廠房的防火措施通過對鋼結(jié)構(gòu)火災(zāi)時(shí)的理化性質(zhì)數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計(jì)， 解決好鋼結(jié)構(gòu)抗高溫能力是預(yù)防和減少火災(zāi)時(shí)大跨度建筑跨塌危險(xiǎn)的有效途徑。 解決好鋼結(jié)構(gòu)的抗高溫能力， 可以運(yùn)用“此消彼長”的原理，從提高鋼結(jié)構(gòu)耐火極限以和迅速降低火場溫度兩方面考慮。1、阻隔溫度，提高鋼結(jié)構(gòu)耐火極限我國的鋼結(jié)構(gòu)防火主要采用防火涂料、發(fā)泡防火漆和外包防火層等方法。防火涂料法防火涂料法就是在鋼結(jié)構(gòu)上噴涂防火涂料以提高其耐火極限。目前，我國鋼結(jié)構(gòu)防火涂料主要分為薄涂型和厚涂型兩類，即薄型(B 類，包括超薄型 )和厚型 (H 類 )。薄型涂層厚度在7mm 以下，在火災(zāi)時(shí)能吸熱

15、膨脹發(fā)泡，形成泡沫狀炭化隔熱層，從而阻止熱量向鋼結(jié)構(gòu)傳遞，延緩鋼結(jié)構(gòu)溫升，起到防火保護(hù)作用 ;厚型涂層厚度為 8-50mm ，涂層受熱不發(fā)泡，依靠其較低的導(dǎo)熱率來延緩鋼結(jié)構(gòu)溫升， 起到防火保護(hù)作用。 兩者具有不同的性能特點(diǎn)， 分別適用于不同場合： 室內(nèi)裸露鋼結(jié)構(gòu)、 輕型屋蓋鋼結(jié)構(gòu)及有裝飾要求的鋼結(jié)構(gòu)， 當(dāng)規(guī)定耐火極限在 1.5h 及以下時(shí)，宜選用薄涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。室內(nèi)隱蔽鋼結(jié)構(gòu)、高層全鋼結(jié)構(gòu)及多層廠房鋼結(jié)構(gòu)，當(dāng)規(guī)定其耐火極限在1.5h 以上時(shí)，應(yīng)選用厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。發(fā)泡防火漆法鋼結(jié)構(gòu)廠房消防設(shè)計(jì)總結(jié)防火漆是由成膜劑、阻燃劑、 發(fā)泡劑等多種材料制造而成的一種阻燃涂料。防火漆與一般油漆相

16、比， 在物理性能方面基本一樣， 不同的是它干燥以后， 漆膜本身不易燃燒， 遇火時(shí)，能推遲火焰延燒到涂漆的可燃物上， 具有一定的防火性能。 據(jù)試驗(yàn)： 將一般油漆與防火漆分別涂在木板上， 干燥后， 用同樣的火焰烘烤， 涂一般油漆的木板， 不到 2 分鐘就和油漆一道焦灼 ;而涂非膨脹惰氣型防火漆的木板， 2 分鐘后僅出現(xiàn)陰燃現(xiàn)象，靜置 30 秒后立即熄滅涂膨脹惰氣型防火漆的木板，即使烘烤 15 分鐘，連陰燃現(xiàn)象也未出現(xiàn)。由此可見，用防火;漆涂于物體表面，一旦發(fā)生火災(zāi)，的確能在定時(shí)間里阻止火勢蔓延，保護(hù)物體表面，從而為滅火戰(zhàn)爭取寶貴的時(shí)間。外包防火層法外包防火層法就是在鋼結(jié)構(gòu)外表添加外包層，可以現(xiàn)澆成

17、型， 也可以采用噴涂法?，F(xiàn)澆成型的實(shí)體混凝土外包層通常用鋼絲網(wǎng)或鋼筋來加強(qiáng)，以限制收縮裂縫， 并保證外殼的強(qiáng)度。噴涂法可以在施工現(xiàn)場對鋼結(jié)構(gòu)表面涂抹砂泵以形成保護(hù)層， 砂泵可以是石灰水泥或是石膏砂漿，也可以摻入珍珠巖或石棉。同時(shí)外包層也可以用珍珠巖、石棉、石膏或石棉水泥、輕混凝土做成預(yù)制板， 采用膠粘劑、釘子、 螺栓固定在鋼結(jié)構(gòu)上。外包防火層法通常應(yīng)用于鋼柱。隨著技術(shù)發(fā)展， 用防火板作保護(hù)層技術(shù)越來越完善，應(yīng)用越來越廣。 防火板鋼結(jié)構(gòu)防火保護(hù)主要用于耐火等級為一、二級的建筑物的鋼柱、梁、樓板和屋頂承重構(gòu)件，設(shè)備的承重鋼框架、支架、裙座等鋼構(gòu)件進(jìn)行包覆和屏蔽，以阻隔火焰和熱量， 降低鋼結(jié)構(gòu)的升溫

18、速率，將鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限由0.25h 提升到設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的耐火極限。2、迅速排煙，降低火場溫度一般室內(nèi)火災(zāi)的自然發(fā)展過程大體分成三個(gè)主要階段，即：初期增長階段、 充分發(fā)展階段及衰減階段。災(zāi)發(fā)展的初期增長階段，隨著放出熱量迅速增多，在可燃物上方形成溫度較高、不斷上升的火羽流。 當(dāng)羽流受到房間頂棚的阻擋后，便在頂棚下方向四面擴(kuò)散開來，形成了沿頂棚表面平行流動(dòng)的較薄的熱煙氣層，達(dá)到了一定厚度時(shí)又會(huì)慢慢向室內(nèi)中部擴(kuò)展，不久就會(huì)在頂棚下方形成逐漸增厚的熱煙氣層。當(dāng)火災(zāi)達(dá)到充分發(fā)展階段，熱煙氣層的溫度與中心溫度相差無幾。如果室內(nèi)有通向外部的開口(如門和窗 )，則當(dāng)煙氣層的厚度低于開口的上沿高度時(shí)，煙氣便可由此流到室外。開口便起著向外排煙的作用。在建筑火災(zāi)的發(fā)展過程中，煙氣的排放相當(dāng)重要， 煙氣排放速率的大小決定著煙氣層高度的變化情況。當(dāng)排放速率大于