工业企业总图及建筑单体防火设计

孟德云，孙峥

（天津市化工设计院，天津 300193）

工业建筑设计中，防火设计是一项重要的内容，不容忽视。本文将根据工业建筑火灾危险性特点，从建筑设计专业的角度对工业建筑防火设计中经常遇到的问题做简要的评述。

1 工业建筑的火灾危险性特点

1.1 起火因素多

现代工业建筑中有大量的电器设备，这些设备安装或使用不当均可能引发火灾。另外，物品自燃、烘烤、熬炼、焊接以及可燃气体、蒸汽、粉尘燃烧亦可引起火灾。

1.2 火灾蔓延速度快

工业建筑的楼梯问、电梯井、管道孔洞、电缆井等竖向井道，如果没有采取防火分割措施，当发生火灾时将使火势迅速垂直蔓延，同时向楼层水平方向蔓延，从而扩大火灾面积。

1.3 燃烧猛烈，温度高，易发生爆炸

厂房、仓库可燃物多，发生火灾时燃烧时间长，火势猛烈。由于厂房、仓库空间大，发生火灾时若不能采取及时有效的通风排烟措施，将聚集大量不完全燃烧物（以CO 为主）与空气混合，当达到爆炸浓度极限时，遇到火源便发生爆炸，继而产生的辐射热能使火灾区域温度迅速升高至1100～2000℃以上。

1.4 人员疏散困难

工业厂房一般流水线比较长，人员比较稀疏，防火分区面积大，疏散距离较长。火灾产生的800℃以上的高温及烟气，使人难以生存。

2 工业企业总图防火设计（平面布局、防火间距、消防通道）

2.1 工业企业平面布局设计

工业企业总平面防火设计，要根据本身及相邻单位的火灾危险性，考虑地形、周围环境以及风向等，进行合理布局。规模较大的工厂和仓库，应根据实际需要，合理划分生产区、储存区、生产辅助设施区和行政办公、生活福利区等。同一生产企业内，宜尽量将火灾危险性相同或相近的建筑集中布置，以便分别采取防火防爆设施，便于安全管理。要注意风向，散发可燃气体、可燃蒸汽和可燃粉尘的车间、装置，应布置在厂区的全年主导风向的下风向。

2.2 工业建筑防火间距设计

工业企业内建筑物应保持一定的防火间距，确定防火问距应考虑以下3 个因素：一是辐射热的作用；二是满足扑救要求；三是节约用地。合理设置工业厂房、库房、办公建筑、罐区、明火及散发火花地点等之间的防火间距能有效防止火灾在建筑物之间的蔓延，为消防灭火和紧急疏散提供充裕的场地。防火间距是根据辐射热、风向、风速、外墙材料燃烧性能及开口面积大小、室内可燃物种及数量、室内消防设施情况、消防车到达的时间及扑救情况等综合因素确定的。

2.3 工业企业消防通道设计

合理设置消防通道，可确保发生火灾时消防车畅通无阻，迅速到达火场、及时扑灭大火。工业建筑消防通道设置应注意以下几点：

2.3.1 占地面积大于3000m2的甲、乙、丙类厂房或占地面积大于1500m2的乙、丙类仓库，应设置环形消防车道，确有困难时，应沿建筑物两个长边设置消防车道或设置可供消防车通行的且宽度不小于6 m 的平坦空地。高层工业建筑(高架仓库)周围应设置环形消防通道。

当建筑物的沿街部分长度超过150 m 或总长度超过220 m 时，均应设置穿过建筑物的消防车道。

2.3.2 消防车道的净宽度和净空高度均不应小于4.0 m。供消防车停留的空地，其坡度不宜大于3%。

2.3.3 供消防车取水的天然水源和消防水池，应设置消防车道。

2.3.4 环形消防车道至少应有两处与其他车道连通。尽头式消防车道应设回车道或面积不小于12 m×12 m 的回车场。

2.3.5 消防车道下的管道和暗沟应能承受大型消防车的压力。

3 工业建筑单体防火设计（防火分区、耐火极限、安全疏散）

3.1 工业建筑防火分区设计

防火分区是指在建筑内部采用防火墙、耐火楼板及其他防火分隔设施分隔而成，能在一定时间内防止火灾向同一建筑的其余部分蔓延的局部空间。划分防火分区的目的和作用就是一但发生火灾时，将火势控制在一定范围内，阻止火势蔓延扩大，便于扑救、减少火灾损失。

防火分区按其用途和性能可分为水平防火分区和垂直防火分区两大类。水平防火分区就是用防火墙或防火门、防火卷帘等将各楼层在水平方向分隔为两个或几个防火分区。垂直防火分区就是将具有限定耐火极限的楼板和窗间墙将上下层隔开。

厂房或仓库的防火分区的最大允许建筑面积，应根据其生产类别或储存物品类别、耐火等级、层数以及单、多、高层和地下、半地下式厂房、仓库等特性来确定的。火灾危险性类别是根据生产中使用或产生的物质性质及数量等因素分为甲、乙、丙、丁、戊五个类别。在石油化工行业的甲、乙类多层或高层厂房中，通常采用钢楼板、钢格板和钢筋混凝土楼板，但是有许多穿越数层的设备孔或吊装孔，对上述情况应把连通部位作为一个整体看待即同属一个防火分区，但建筑总面积不能超过规定的限定值。常见的水平分隔也都是由上、下两层楼板之间的楼层作为一个空间来考虑防火分区的。除甲类厂房外的一、二级耐火等级单层厂房，当其防火分区的建筑面积大于规定，且设置防火墙确有困难时，可采用防火卷帘或防火分隔水幕分隔。但实际上用“防火卷帘”代替“防火墙”不能达到“预期”效果，因为防火卷帘在火灾发生后才能自动或手动降落，卷帘落定需要一定时间才能起到防火分隔作用，况且防火卷帘长度越长，越难控制，平时也很难维护，火灾来临时，一旦卷帘出现故障，后果不堪设想，损失必然惨重，故在设计中采用防火卷帘应慎重。

3.2 工业建筑的耐火等级与构件的耐火极限设计

厂房、仓库的耐火等级可分为一、二、三、四级。其构件的耐火极限是在标准耐火试验条件下，建筑构件、配件或结构从受到火的作用时起，到失去稳定性、完整性或隔热性时止的这段时间，用小时h表示。厂房、仓库的耐火等级与耐火极限应符合《建筑设计防火规范》第3.2 条之规定，这里不再赘述。以下讨论一下防火墙的耐火极限问题。

甲、乙类厂房及甲、乙、丙类仓库中的防火墙，其耐火极限不应低于4.00 h，其他厂房(仓库)不论其耐火等级如何，均可放宽到3.00 h。在多层框架结构工业厂房设计中，防火墙都是支承在框架梁上，有时还会出现上下层防火墙错位的现象。如果是钢框架结构多层工业厂房，防火墙支承在钢框架梁上，如果钢框架梁没有做好防火隔热保护，其耐火极限只有0.25 h。虽然其墙体本身采用的建筑材料符合现行规范的规定，但是遇上火灾其防火墙是很难保证在其耐火极限时间内不会破坏而失去应有的作用。这个问题在我们的建筑结构设计中很容易被忽视。究其主要原因是在建筑设计平面图中布置了防火墙，结构设计只注重防火墙采用的建筑材料种类和墙体自重对框架结构的影响，对于框架梁的耐火极限则很少注意。建筑设计人员对结构构件的耐火极限也很少关心。因此，对于多层框架建筑的非承重防火墙的耐火极限是否需要4.0 h，以及如何保证这类建筑物的非承重防火墙在火灾时起到阻止火势的蔓延，是值得研究的。对于承重式防火墙的耐火极限取决于其自身材料的性能，而对于非承重式防火墙的耐火极限应当取决于两个因素：一是防火墙本身材料的耐火性能；二是框架结构的耐火性能。

3.3 工业建筑安全疏散设计

防火安全疏散问题，是工业建筑防火设计的重要方面。主要应包括几个方面的内容：

3.3.1 安全疏散口数量。各类工业建筑物一般均须设置两个以上的安全疏散口，当建筑物规模较小时，可针对生产的火灾危险性类别，设置一个疏散口，并应对建筑面积进行限制，同时，必须在设计说明中详细说明理由及其对规范的符合性。一般对厂房、库房的安全出口数量应按《建筑设计防火规范》执行。

3.3.2 安全疏散距离。在建筑设计防火规范中，针对各类工业建筑的使用性质或生产类别、耐火等级、房间位置或层数等不同，对其安全疏散距离均规定了限定值。因此在防火设计中，应根据具体厂房或库房的设计布局，分别说明各部位的安全疏散距离对规范的符合性。

3.3.3 安全疏散通道（走廊、楼梯、疏散门等）净宽尺寸。在《建筑设计防火规范》中，针对各类工业建筑主要疏散通道（走廊、楼梯、疏散门等）最小净宽尺寸，均作出了规定。

3.3.4 疏散楼梯间的类型。室内疏散楼梯间大致可分为一般楼梯间、封闭楼梯间和防烟楼梯间等几种类型。在《建筑设计防火规范》中，针对工业建筑厂房和库房的不同使用功能，对楼梯间的选型均有明确的规定，归纳如下：

a.甲、乙、丙类厂房和高层厂房、高层库房的疏散楼梯应采用封闭楼梯间。

b.高度超过32 m 且每层人数超过l0 人的高层厂房宜采用防烟楼梯间或室外疏散楼梯。

c.丁、戊类的单、多层厂房(高度在24 m 以下)可用敞开楼梯作疏散楼梯。