二級結(jié)構(gòu)工程師專業(yè)知識輔導(1)

輕鋼結(jié)構(gòu)建筑作工業(yè)廠房具有較多的優(yōu)點，如建設周期短、造價低、可作大跨度、造型美觀、現(xiàn)代感強等，因此在現(xiàn)代工廠設計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，這些問題有的可以采取技術措施解決，有的還沒有完美的解決方案?，F(xiàn)根據(jù)本人的設計實踐，就上述設計問題進行初步探討：

1、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)建筑設計防火規(guī)范，其柱、梁的耐火時間均為0.25～0.5小時，建筑物的耐火等級僅為四級(耐火等級較低)。以我院經(jīng)常設計的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防火隔熱涂料保護層，其耐火時間可達1.5～2.3小時，這樣，建筑物的耐火等級可按三級考慮，滿足規(guī)范要求，但應注意，應要求輕鋼結(jié)構(gòu)廠家在作結(jié)構(gòu)計算時考慮防火涂層的重量。

2、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。為有效的把火災控制在較小范圍內(nèi)，建筑設計防火規(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，采取防火涂層保護后，耐火等級按三級考慮)，因此應作應做防火分區(qū)的分隔。

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的解決，若建筑內(nèi)設有自動噴水滅火設備，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措施平移到大面積的輕鋼結(jié)構(gòu)廠房，就會遇到問題。

2.1.防火墻與防火分區(qū)

因成套設備生產(chǎn)線的工藝要求，不可能用防火墻把廠房一分兩半，這樣截斷了連貫的生產(chǎn)線設備，也不利于物料及半成品、成品的運輸。而且，從生產(chǎn)管理的角度，業(yè)主也不會接受這樣的方案。

2.2.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，也不很合適。如某刨花板車間，單跨達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，在收放時很難控制，容易卡在滑槽里，且造價又高，工程實踐中極少見(我沒遇過)。

2.3.自動噴水滅火與防火分區(qū)

能否在整個車間設自動噴水滅火裝置，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。這有兩個問題：

1.單層輕鋼結(jié)構(gòu)車間的高度大多遠超過8米，而根據(jù)自動噴滅火系統(tǒng)設計規(guī)范第4.3.2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9000平方米，需分三個防火分區(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平方米擴大到6000平方米，但仍小于9000平方米)。

2.4.獨立水幕與防火分區(qū)

用獨立的水幕作防火分隔，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，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。但是，單獨水幕作防火分隔也有三大難題：

1.需水量太大，水池造價高。仍以跨度36米計算，水幕供水量為2升/秒米，按消防歷時2小時考慮，則水幕貯水量應為518立方米，再加上室內(nèi)外消火栓的貯水量，則消防水池的造價較高。

2.水幕啟動時，大量的水突然噴泄而下，會對昂貴的生產(chǎn)設備造成較大的損失。如果車間內(nèi)發(fā)生了局部較小的火災，幾支滅火器加一支水槍就能解決，此時冒然啟動水幕防火分隔，則也許水幕的大水造成的損失會比局部火災的損失更大。因此需嚴格掌握水幕的啟動時機。它只適于火勢燒了半個車間，并有蔓延之勢時啟動。為防止誤動作造成損失，我院設計的車間水幕，大多采用人工手動啟動，因為通常只依靠幾個閉式噴頭來啟動水幕的方式在這里不可靠。

3.有效維護麻煩，沒有辦法試水，來檢驗水幕系統(tǒng)可靠性。理論上，如果車間建造安裝時，先安裝消防設施，再安裝生產(chǎn)設備，則有機會在水幕安裝完畢，但生產(chǎn)設備還末安裝時，讓水幕試水。但是，在工程實踐中，為早日投產(chǎn)，大多把生產(chǎn)設備當作第一重要，一到貨立即安裝，消防設施都排在了后面。那么，在水幕安裝完畢后，大家將永不知道它的實際噴水情況如何(除非發(fā)生大火災，才有機會一試)，但如果平時無法試水維護，在關鍵時刻水幕工作不正常怎么辦。

試水的問題只好在技術上近似解決，在設計時，消防泵房水幕泵的出水管上可設試水管及試水閥門，利于平時檢驗水幕泵的工作狀態(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。

2.5.另類解決方案

對于防火分區(qū)，還有一個另類解決方案，這里提出來，看各位同行有什么看法。根據(jù)建筑設計防火規(guī)范第3.3.1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?

實際設計中，可以控制隔離帶里可以沒有堆放生產(chǎn)原料、半成品等可燃物，但肯定有生產(chǎn)線的設備，而設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時停下來，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，此類情況需與當?shù)氐南缹徟块T協(xié)商，解釋理由，共同研究，不過我至今沒有能夠在設計中實施過。

3.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，而采用獨立水幕的方式雖可行，但不理想，我們?nèi)孕柙谠O計中不斷探索，盡力找出更好的方案。新的建筑技術的應用，給我們的消防設計帶來新的挑戰(zhàn)，設計人員需多方面考慮問題，在分析比較中尋找更合適的方案。