浅析钢结构厂房的消防设计问题

浅析钢结构厂房的消防设计问题

摘要：文章简述了钢结构的特点，结合当今企业厂房构造，论述了钢结构厂房设计及防火保护等内容，并结合实际从火灾危险性类别、防火设计方法等方面对钢结构厂房消防设计进行了探讨。

关键词：钢结构；厂房；消防设计

Abstract: This paper introduces the characteristics of steel structure, combined with today’s enterprise of building construction, discusses the design of fire protection of steel structure workshop and content, combined with the actual from the fire danger class, fire design methods of steel structure building fire protection design are discussed.

Key words: steel structure; plant; fire protection design

随着我国经济建设的迅猛发展，社会需求量的增加，各大企业厂房建设日趋大型化，钢结构厂房具有质量轻、强度高，抗震性能好，施工周期短，建筑工业化程度高，空间利用率大，节省投资等优点，而逐渐被投资者大量应用。但是钢材虽不宜燃烧，可是导热性很好，在未进行防火处理的情况下，火灾时强度会迅速下降，出现塑性变形，产生局部损坏，造成钢结构整体倒塌失效。除此以外钢结构建筑还存在空间大，火势蔓延快等特点，一旦发生火灾，常用的自动消防设施很难发挥预期作用，人员疏散和灭火救援难度较大，有造成群死群伤的潜在危险。因此从建筑设计施工的初期阶段采用合理的预防措施，以避免和减少钢结构在火灾中整体跨塌，就显得尤为重要。

1 建筑物的耐火等级及选定条件

为了保证建筑物的安全，必须采取必要的防火措施，使之具有一定的耐火性，即使发生了火灾也不至于造成太大的损失，通常用耐火等级来表示建筑物所具有的耐火性。一座建筑物的耐火等级不是由一两个构件的耐火性决定的，而是由组成建筑物的所有构件的耐火性决定的，即是由组成建筑物的墙、柱、梁、楼板等主要构件的燃烧性能和耐火极限决定的。

按照我国国家标准《建筑设计防火规范》，建筑物的耐火等级分为四级。建筑物的耐火等级是由建筑构件（梁、柱、楼板、墙等）的燃烧性能和耐火极限决定的。一般说来：一级耐火等级建筑是钢筋混凝土结构或砖墙与钢混凝土结构组成的混合结构；二级耐火等级建筑是钢结构屋架、钢筋混凝土柱或砖墙组成的混合结构；三级耐火等级建筑物是木屋顶和砖墙组成的砖木结构；四级耐火等级是木屋顶、难燃烧体墙壁组成的可燃结构。而确定建筑物的耐火等级主要考虑以下几个方面的因素：1．建筑物的重要性。2．建筑物的火灾危险性。3．建筑物的高度。4．建筑物的火灾荷载。

2钢结构建筑的消防问题

钢结构建筑的梁、柱、屋架是建筑的骨架，钢材的安全性直接关系到整幢建筑的安全。钢材是不燃材料，其耐火性能很差，随着温度的变化，承载力和平衡稳定性会随温度升高而大幅度下降。钢结构在温度达到350℃、500℃、600℃.时，其强度分别下降 1/3、1/2、2/3。在高温条件下其内部应力也会发生改变，使钢结构承重体系出现问题。按理论计算，在全负荷下，钢结构失去平衡稳定性的临界温度为500℃，一般火场温度都在800℃~1000℃左右。在这样的高温条件下，无任何保护的钢结构很快就会出现塑性变形以至于倒塌。当今众多的火灾案例诸如2002年的美国“9•11”事件等，大都因为钢结构建筑在高温下承载强度下降造成最后整体建筑倒塌，这也暴露出了钢结构建筑存在的一个致命弱点就是耐火性极差，因此当务之急我们应该从消防设计入手，从而解决根本性问题。

3防火分区的设计

建筑防火分区是指在建筑物内部采用耐火楼板、防火分隔墙等防火分隔构件分隔而成，能在火灾发生时的一定时间内防止火灾向同一建筑的其余部分蔓延的有限空间。它是控制建筑物火灾发生范围的基本空间单元。

一般防火分区按照防止火灾向防火分区以外扩大蔓延的功能可分为两类：其一是竖向防火分区，用以防止多层或高层建筑物层与层之间竖向发生火灾蔓延；其二是水平防火分区，用以防止火灾在水平方向扩大蔓延。具体设计如下：

3.1防火墙

在生产工艺流程和生产管理中没有特殊要求的情况下，采取防火墙是简单、有效并且造价低廉的一种方法。设计防火墙时，应考虑防火墙一侧的屋架、梁、楼板等受到火灾的影响而破坏时，不致使防火墙倒塌。除此以外，防火墙上不应开门窗洞口，如必须开设时，应采用甲级防火门窗，并应能自行关闭。

3.2自动喷水灭火系统。

在只需分两个分区及厂房高度不超过8 m的情况下，可设置自动喷水灭火系统，使允许的防火分区面积增加一倍，以达到规范要求。

3.3防火卷帘

一般防火卷帘可用于小跨度分区中。当采用以背火面温升作耐火极限判定条件的防火卷帘时，其耐火极限不应小于3 h，如双轨、双帘无机防火卷帘和气雾式等特殊防火卷帘。当采用不以背火面温升作耐火极限判定条件的防火卷帘时，其防火卷帘两侧应设置独立的闭式自动喷水灭火系统保护，系统喷水持续时间不应小于3 h，喷水强度不应小于0.5L／s•m，喷头间距应为2m～2.5 m，喷头距卷帘的垂直距离宜为0.5 m。

3.4防火带。

由于生产工艺流程和生产管理需要而无法设防火墙时，可设防火带进行防火分区。即在有可燃构件的厂房中划出一段区域，这个区域内的构件全部采用不燃性材料，并采取措施防止烟火在分区间流窜，也可起到防火分隔的作用。

3.5独立水幕

不存在跨度问题，水幕喷头防火水幕带宜采用喷雾型喷头，也可采用雨淋式水幕喷头。喷头的排列不应少于3排，防火水幕带形成的水幕宽度不宜小于5 m，流量2 L／(s—r11)。但存在维护保养困难的问题，为防止误操作，应采取人工、自动两种启动方式。

结语：钢结构有很多的优点，目前已经成为建筑结构形式的主要选择之一。我们深信，在倡导绿色、节能、环保的今天，钢结构将扮演越来越重要的角色。但是，我们还必须清晰的认识到，在经济还不是很发达、在防火保护技术和措施还不很成熟且费用较高的今天，还须正确合理地分析其适用场合，做出经济比较，因地制宜地选择采用。只有充分发挥出了钢结构大部分优势，采用钢结构作为建筑结构才有实际的意义。就钢结构建筑仍需在设计中不断探索和总结，尽力找出更好的方案。

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