二級結(jié)構(gòu)工程師專業(yè)知識輔導(dǎo)(1)

輕鋼結(jié)構(gòu)建筑作工業(yè)廠房具有較多的優(yōu)點(diǎn)，如建設(shè)周期短、造價(jià)低、可作大跨度、造型美觀、現(xiàn)代感強(qiáng)等，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)根據(jù)本人的設(shè)計(jì)實(shí)踐，就上述設(shè)計(jì)問題進(jìn)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(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)。以我院經(jīng)常設(shè)計(jì)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(hù)層，其耐火時(shí)間可達(dá)1.5～2.3小時(shí)，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(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。

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(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)作應(yīng)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(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、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，就會遇到問題。

2.1.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(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，且造價(jià)又高，工程實(shí)踐中極少見(我沒遇過)。

2.3.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(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)。

2.4.獨(dú)立水幕與防火分區(qū)

用獨(dú)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(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)，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)，因?yàn)橥ǔＶ灰揽繋讉€(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。

2.5.另類解決方案

對于防火分區(qū)，還有一個(gè)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(shè)計(jì)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(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?

實(shí)際設(shè)計(jì)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(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，此類情況需與當(dāng)?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(shè)計(jì)中實(shí)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(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)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。