關于輕鋼結構廠房防火門、防火分區(qū)設置的探討

關于輕鋼結構廠房防火門、防火分區(qū)設置的探討

現(xiàn)代輕鋼結構車間具有造型優(yōu)美、色彩鮮艷、建筑種類繁多、成本低、施工周期長、機械化程度高、安裝施工簡單、平坦布局靈活、易于加工的特點。同時，木材重量輕，材料均勻，力學計算模型和實際力學的一致性非常好，因此在現(xiàn)代工業(yè)設施中使用的設備數(shù)量多。但鋼材也有一個致命的缺點:不耐火。鋼材雖然是不燃材料,但在火災高溫作用下,其力學性能如屈服強度、彈性模量等卻會隨溫度升高而降低,在550℃左右時,降低幅度更為明顯,一般在15min左右就會喪失承重能力而垮塌。因此,對鋼結構必須采取措施進行保護。一是對鋼構件進行耐火保護,使其在火災時溫度升高不超過臨界溫度,結構在火災中就能保持穩(wěn)定性;二是對廠房內部進行有效的防火分區(qū),防止火勢向其他區(qū)域蔓延。不過,對于現(xiàn)代輕鋼結構廠房的大跨度、大空間來說,防火分區(qū)的設置具有一定難度。1防火門、防火卷防火分區(qū)在普通民用建筑中較易實現(xiàn),如在門、廳、樓梯等處采取一些技術措施,用防火墻、防火門、防火卷簾加水幕都可以較好地解決。若建筑內設有自動噴水滅火設備,每層最大允許防火分區(qū)面積還可增加1倍。但若試圖把這些技術措施轉移至大面積的輕鋼結構廠房,就會遇到新的問題。1.1工程內部分割處理工藝不可行用防火墻將廠房分隔是不可能的。不僅因為廠房大空間被分割后影響其通透性,而且從生產工藝的連續(xù)性要求以及廠房內物流組織的順暢性來說,也是不可行的。若從生產管理的角度看,業(yè)主也不會接受這樣的方案。1.2大跨度輕鋼開發(fā)系統(tǒng)容易實現(xiàn)利用防火門與防火卷簾進行防火分區(qū),在民用建筑中是輕而易舉的?？擅鎸Υ罂缍鹊妮p鋼廠房(經常采用18～36m跨),就很難實現(xiàn)。這不僅因為沒有如此跨度的卷簾,而且這樣大的跨度,在收放時很難控制,容易卡在滑槽里。所以利用防火門、防火卷簾進行防火分區(qū)也是不可行的。1.3自動排放排放的設置既然《建筑設計防火規(guī)范》(GBJ16-87)規(guī)定,設自動噴水滅火裝置的建筑,每層最大防火分區(qū)面積允許增加1倍。那么可否采取設置自動噴水滅火裝置呢。首先,根據(jù)《自動噴水滅火系統(tǒng)設計規(guī)范》(GBJ84-85),高度超過8m的大空間建筑物,安裝自動噴水滅火系統(tǒng)的作用不大,而單層輕鋼結構廠房的高度一般都超過8m;其次,雖安裝自動噴水滅火系統(tǒng)后,防火分區(qū)允許面積擴大1倍,可現(xiàn)代聯(lián)合廠房面積一般都很大,即使防火分區(qū)面積增加1倍也無法覆蓋全廠房。所以此方法不完全可行。1.4阻燃劑的使用方法廠房內由于生產工藝連續(xù)性的要求,無法設防火墻,可改設防火帶。在有可燃構件的廠房中劃出一段區(qū)域,將這個區(qū)域內的構件全部改用不燃性材料,并采取措施阻擋防火帶一側的煙火不會流竄至另一側,從而起到防火分隔的作用。對防火帶必須做到:1)防火帶中的屋頂結構應用不燃性材料,其寬度不應小于6m,并高出相鄰屋脊0.7m。2)防火帶最好設在廠房內的通道部位,以利于火災時的安全疏散和撲救工作。3)防火帶內不得堆放可燃物。此法在實際實施過程中,從管理上不好控制防火帶內無可燃物。并且在設計時對工藝布置限制大,影響工藝布置。所以此方法實施有一定的難度。1.5帶安全設施的車間的分隔水幕可以起防火墻的作用,用獨立水幕作防火分隔,是一個非常好的方案。防火水幕帶宜采用噴霧型噴頭,也可采用雨淋式水幕噴頭。水幕噴頭的排列不應少于3排,防火水幕帶形成的水幕寬度不宜小于5m,流量2L/(s·m)。這種分隔方式靈活,不像防火墻要把車間截斷,也沒有大跨度防火卷簾的麻煩,理論上多大跨度都可以。在正常生產時,就好像它不存在,一旦有火災需要防火分隔時,它可以立即實現(xiàn)有效分隔。但獨立水幕作防火分隔也不是完美解決方案:1)需水量大。2)廠房內發(fā)生火災開始往往是局部的,只需幾個滅火器就能解決問題,可此時若啟動水幕,會對生產設備造成破壞,由此造成的損失比局部火災的損失更大。因此需嚴格控制水幕的啟動時機,防止誤動,所以設計時采用人工手動啟動更合適。3)有效維護麻煩,無法試水檢驗水幕系統(tǒng)的可靠性。2為輕鋼結構安裝的耐火性保護由于鋼結構達不到規(guī)范要求的耐火極限,需采取相應的耐火保護措施。2.1鋼結構構件的抗撞擊能力粘貼法就是將石棉硅酸鈣、礦棉、輕質石膏等防火材料預制成板材,用膠粘劑粘貼在鋼結構構件上。由于粘貼的輕質成型板材不耐撞擊,而工業(yè)廠房柱下部分又難免有輕微磕碰;同時考慮到板材易受潮吸水,降低膠粘劑的粘接強度;此外,廠房內鋼構件全部用板材覆蓋不僅增加成本,而且影響原有鋼骨的美感,業(yè)主很難認可這樣的方案。2.2屋頂和鋼構件的保護吊頂法是用輕質、薄型、耐火的材料制作吊頂,把鋼梁、鋼屋架包藏在耐火材料組成的吊頂內?；馂臅r可以使鋼梁、鋼屋架的升溫大為延緩,大大提高鋼結構的耐火能力。由于此種方法只保護了屋面鋼構件,所以屋面吊頂下的其他鋼構件如柱,還需采用其他方法加以保護。同時工業(yè)廠房內的屋面下,掛有大量的設備,如各種公用管線、懸掛吊車等,如做吊頂必然影響設備的使用及維護,而且設置吊頂會增加成本較多。這樣的方案業(yè)主也很難認可。2.3注包裹鋼構件現(xiàn)澆法一般用普通混凝土、輕質混凝土或加氣混凝土澆注包裹鋼構件,是最可靠的鋼結構防火方法。但采用此方法需支模、澆注、養(yǎng)護等,施工周期長,且增加構件的重量較多,成本增加大。此方法對輕鋼結構廠房不可行。2.4鋼結構防火涂料噴涂法是用噴涂機具將防火涂料直接噴在構件表面,形成保護層。鋼結構防火涂料的防火原理有3個:1)涂層對鋼基材起屏蔽作用,使鋼結構不至于直接暴露在火焰高溫中。2)涂層吸熱后,部分物質分解放出的水蒸汽或其他不燃氣體,起到消耗熱量、降低火焰溫度和燃燒速度、稀釋氧氣的作用。3)涂層本身多孔輕質和受熱后形成碳化泡沫層,阻止了熱量迅速向鋼基材傳遞,推遲了鋼基材強度的降低,從而提高了鋼結構的耐火極限。在噴涂鋼結構防火涂料時,噴涂的厚度必須達到設計值,節(jié)點部位宜適當加厚,當遇有下列情況之一時,涂層內應設置與鋼結構相連的鋼絲網,以確保涂層牢固:1)梁承受沖擊振動;2)設計層厚度大于40mm時;3)涂料粘結強度小于0.05MPa;4)梁腹板高度大于1.5m。噴涂法為一種最簡單、最經濟、最有效的做法,其價格低、重量輕、施工速度快、適用于形狀復雜的鋼構件。缺點是噴涂