钢结构工业厂房的消防设计探讨

张海云

【摘要】

随着全球经济的飞速发展,城市化建设的也不断创新。目前在城市化建筑中,钢结构为主的建筑逐渐成为建筑业最为热点的设计。但是由于钢结构建筑的特性，钢结构建筑的消防设计，是钢结构建筑厂房设计中的重点考虑对象，也是项目审核工作人员与建筑工程师整个工程设计中都要严格控制的重要内容。本文将针对钢结构厂房消防设计的重点问题做出总结。文章指出钢结构耐火性能差，钢结构厂房建筑应该注意的几点防火设计，根据钢结构厂房耐火性、火灾危险性设计的消防设施的方面，进行了浅要的分析与探讨。

【关键词】钢结构厂房；建筑；防火设计；防火分区；耐火等级；

中图分类号：TU391

引言

由钢结构做为骨架来建造厂房，具有强度高、自重轻、抗震性好、建筑化程度高、建筑施工周期短，节省投资、环保、空间利用率大等优点，而被受建筑企业青睐并被广泛的应用。钢结构建筑厂房由于存在耐热性能差，，火势蔓延快，人员和设备密集，空间大，人员疏散困难等缺点。一旦发生消防问题时，常用的消防设备很难发挥正常的消防作用，消防救援与人员疏散的难度都较大，会造成人员伤亡惨重的潜在危险。施工设计时，就采用合理的预防设计，来减少和规避钢结构建筑在遇到火灾时会整体坍塌的危险。

一、钢结构厂房耐火性

钢结构为主体材料的厂房承重材料基本都以为网架、钢柱，建筑厂房的表面多采用镀铝锌钢板或者彩色铝锌钢板等。据我国实施的《建筑设计防火规范》，其梁、柱的耐火大约在0.25～0.5小时之间，建筑物仅为四级的耐火等级。家具厂或者纤维板厂等以中密度的单层钢结构厂房为例，其厂房建筑的规范要求，最低为三级的耐火等级，这样钢结构的厂房就不符合作家具厂的厂房。可以在梁、柱的表面用1.5厘米LG隔热防火涂料或者用LY隔热防火的涂料刷涂2厘米的保护层，可达到1.5～2.3小时的耐火时间，建筑物的就升为三级的耐火等级，就可以达到厂房消防的规范要求，但，要求注意设计钢结构厂房时的防火涂层的重量计算。

二、室内消火栓的设置对于室内消火栓的设置，主要应考虑两方面，一个是火灾发生时扑救的方便性。另一个是厂房内的可燃物多少。一级或者二级的耐火等级，可燃物较少，厂房面积大、大跨度的钢结构库房或者厂房，据我国实施的《建筑设计防火规范》第831条规定，可以不用设置室内的消火栓。钢结构厂房室内对于消防设施的设置与否，与自动洒水系统在发生火灾后是依赖消防队的扑救或者单位自救紧密相关。对于钢结构厂房较大的面积，发生消防事故时，由于钢结构厂房的耐火等级过低，就很容易造成厂房的倒塌失稳。所以一定要防止，发生火灾时火势一旦扩大，就要将火势控制在较小的阶段。对于一些企业如果离消防队较远，要是依赖消防队的扑救，那么一旦发生火灾是就会延误扑救的战机，造成重大人员伤亡或者财物损失。所以，离消防中心较远的企业，钢结构面积大的厂房应多考虑于自救的设置。

钢结构厂房设计时，室内要设置充足压力的消防系统。消防的实际经验，我国消防中心在低层建筑火灾的扑救时，水枪的水柱长度，大约在10～17m之间。当水柱的长度增大时反作用力也会随着增大。消防队员所能承受最大反作用力，不能大于20公斤，就是说水枪的水柱长度不能大于17米。如果钢结构厂房的一半，跨度大于17米，要想从厂房外出水灭火，那么厂房中间部位的火势将无法有效扑救。因此，要是厂房的宽度大于35米，无论火灾危险性还是耐火等级怎样，不管可燃物多少，都应配置室内消防设施，来便于一旦发生火灾时就可从内部自行扑救。

二、钢结构厂房消防措施

如何设计钢结构厂房的抗高温能力和对钢结构的耐热性有效的提高，是减少和预防火灾时对于跨度大的钢结构建筑的坍塌危险的有效手段。如何提高钢结构厂房的抗高温能力，可采取 “此消彼长”的原理，迅速降低火灾现场的温度与提高钢结构厂房的耐火极限两方面来设计。

1、钢结构厂房耐火极限的提高

钢结构厂房消防设计主要采用外包防火层和发泡防火漆等方式。

外包防火层方式

由于技术的不断发展，采用作保护层的防火板技术不断的更新，被越来越广泛的应用。钢结构建筑的防火保护选用的防火板，主要耐火等级为一、二级的钢结构建筑物的防火板的应用，如：梁、钢柱、屋顶、楼板的承重构件，承重支架、钢框架等对钢结构构件进行屏蔽和包覆来阻隔热量与烈火，来降低钢结构厂房的升温，将钢结构厂房的耐火极限有效的提升，并且提升到规定的设计耐火极限。

外包防火层法就是在钢结构外表添加外包层，可以现浇成型，也可以采用喷涂法。现浇成型的实体混凝土外包层通常用钢丝网或钢筋来加强，以限制收缩裂缝，并保证外壳的强度。喷涂法可以在施工现场对钢结构表面涂抹砂泵以形成保护层，砂泵可以是石灰水泥或是石膏砂浆，也可以掺入珍珠岩或石棉。同时外包层也可以用珍珠岩、石棉、石膏或石棉水泥、轻混凝土做成预制板，采用胶粘剂、钉子、螺栓固定在钢结构上。外包防火层法通常应用于钢柱。

⑵发泡防火漆方式

所谓防火漆是阻燃剂、成膜剂、发泡剂等，由多种材料加工而成的阻燃的涂料。防火漆在物理性能方面，不同于一般的漆的是，在它干燥后漆膜遇火时不易燃烧，能推迟烈火燃烧到涂过漆的可燃物上面，具有防火的功能。研究证明：将防火漆与一般油漆分别涂在可燃物的上面，干燥以后用相同的火来烘烤，发泡防火漆的可燃物，2分鐘后只是有阴燃现象，而30秒后则立即熄灭；而涂一般油漆的可燃物，还不到2分钟，可燃物就已经焦灼；发泡防火漆的的可燃物，用火焰烧烤到15分钟时连阴燃现象也消失了。因此，用发泡防火漆涂于钢结构建筑的表面，发生火灾时的确可以将火势的蔓延阻止定在一定的时间里，起到保护物体表面阻隔高温和火势的作用，为消防扑救工作争取宝贵时间。

2、迅速降低火灾现场的温和快速排放浓烟、热气

钢结构建筑厂房内通向外部的开口门、窗，发生火灾时当开口的上沿高度高于浓烟的厚度时，浓烟、热气可从此处流到室外，起到向外排烟、排热气的作用。钢结构建筑的火灾发展过程中，热气浓烟烟的排放起到非常重要的作用，浓烟、热气的排放速率的大小，决定着浓烟热气层的高度变化，当排放浓烟、热气的速率大于浓烟、热气产生的速率时，那么浓烟、热气层的浓度会逐渐升高，最终会控制在对被困人员没有威胁的程度。

钢结构建筑在设计防排烟排热功能中，普遍的方式是：机器加压送风排烟、自然通风排烟和机械排烟的形式。自然排烟设计，是在建筑钢结构厂房是再顶棚设计开设排烟口，设置合理自然的排烟效果好。机械排烟与机器加压送风排烟是控制浓烟热气下降普遍的方法，对于实际设计中，选用前者的比较多。自然排烟与机械排烟相比，自然排烟有着更多的优点。自然排烟不用采购大的机械设备，可以减少维修运行保养的等费用成本，自然排烟设置在平时还可兼做换气通风窗口。

【结语】

由于钢结构厂房的耐火性差，所以，钢结构厂房设计施工中，对钢结构建筑进行防火设计和在设计通风设置，科学合理的可以排出钢结构厂房建筑内的烟气和高温，有效的预防钢结构建筑屋顶在火灾中整体崩塌，有利于高温和浓烟气体的排放、人员的疏散、灭火救援、及时的疏散物资财产和和可燃物，以此来保障钢结构建筑的消防安全。

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