浅析工业建筑消防设计要点

张麒

山西省建筑设计研究院有限公司 山西 太原 030000

我国是最具规模的制造大国，大小城市都规划了不同形式的工业区，工业建筑类型多，建筑空间结构复杂，一旦工业建筑内部发生火灾会产生严重的危害，企业的经济损失和人员伤亡将是非常惨重的。工业建筑火灾具有危险性高、蔓延速度快等特点，由于我国针对工业建筑的消防设计研究仍存在很多不足，消防设计还无法完全适应建筑需求的变化，需要在满足现行规范的技术要求的基础上，不断创新完善消防设计。

1 工业建筑消防系统设计特点

工业建筑室内净空高度＞8m典型的大空间建筑，工业建筑包括室内净高高度＞12m的各种仓库、厂房等。工业建筑的特点是单层跨度大、层间高、面积大，一般跨度≥60m，建筑内部不设置或少设置实体分隔。按照我国现行规范和工业建筑的功能，工业建筑的特点:建筑面积和空间跨度较大，这也是工业建筑的最突出的建筑结构特点，在其消防系统的设计中，水平方向和垂直方向的分隔是设计难点；工业建筑通常需要在建筑内部做开口设计，如门庭、楼梯等，这种设计模式在具体实践中增加了空间分隔的困难；工业建筑内部的屋顶、吊顶棚、钢制屋架等封闭处理，在结构关键位置的消防设计中，选择防火性能好的施工材料，特别是垃圾道和变形缝等易造成火灾的区域；工业建筑为人员密集、内部自由度大的场所，其跨度大，人员、物品过于集中，消防隐患较多。一般单层或框架结构的工业建筑长度在≥100m，甚至≥200m，工业建筑的结构宽度为50～100m，高度为6～15m，很多工业建筑总面积≥100000m2，在大空间工业建筑设计中，一般不设置闷顶，应上下连通[1]。

工业建筑的消防系统复杂，因为厂房、仓库、储罐区等工业建筑空间大、格局复杂等问题，根据相关规范要求，应设计合理的消防系统，根据建筑用途和使用环境，设计消防系统，通过科学的消防设计，提高工业建筑的防火安全性和使用寿命。

2 工业建筑火灾特点

2.1 工业建筑的消防隐患多

工业建筑是空间结构复杂的多功能的综合性实体结构，通常建筑内部存在大量的可燃物品，而且空间大、面积大，排查消防隐患时容易存在遗漏，存在的安全隐患较多。

2.2 工业建筑的火势蔓延快

工业建筑内部空间跨度大、实体分割少，建筑内部的垂直通道在火灾发生时助推火势，火灾蔓延速度明显快于普通建筑，建筑内部高度过大形成从下至上水平方向的风，火势借助风力，进一步加快了蔓延的速度[2]。

2.3 工业建筑发生火灾时人员疏散比较困难

因为工业建筑内的人员数量大或者物品堆积过于密集，在火灾发生时，进行人员安全疏散的过程中，必然会存在超长的疏散队伍。在火灾疏散时，因为火灾会产生大量的烟雾，烟雾蔓延方向一般是水平和上部，及时疏散建筑内各个功能区的工作人员在实践中存在较多困难。

2.4 工业建筑火灾的扑救难度较大

工业建筑发生火灾事故后，救火难度相对大。这是因为工业建筑的结构对火势具有高强吹拔能力，工业建筑火灾发生后，首先会自动启动火灾报警系统，灭火主要是利用消防系统的联动装置，控制灭火系统进行扑救，但是，大量事实证明火势蔓延速度很难得到有效控制，消防联动装置无法保障救援和灭火效果。

3 工业建筑消防设计要点

3.1 防火分区

工业建筑的消防设计，可以选择防火分区设计，有利于预防或限制火势的蔓延速度，对火势的控制和扑救具有十分重要的作用。工业建筑防火分区的设计如果采取水平划分或者垂直划分设计消防系统，都无法满足相关规范的消防要求。

3.1.1 防火分区设计依据

规范要求工业建筑内的门厅、仓库等，应设有火灾自动报警、自动灭火系统，工业建筑的施工或装修过程应采用不可燃或可燃性低的施工材料，工业建筑中设计地上部分防火分区允许的最大建筑面积为5000m2，设计地下部分防火分区的允许最大建筑面积为1000m2。防火分区的消防设施应完善，并满足规范要求，耐火等级为一、二级的工业建筑，防火分区允许的最大面积为5000m2。

在上下层设置开口位置的工业建筑，如果不采取防火分隔措施时，可把上下联通层设计为竖向防火分区，分区面积应在规范的允许范围内；耐火等级为一类或二类的甲类工业建筑，其占地面积是防火分区最大允许建筑面积的3倍；耐火等级为一二级的乙类工业建筑，其占地面积是防火分区最大允许建筑面积的4倍；耐火等级为三级的第一类乙类工业建筑，其占地面积是防火分区最大允许建筑面积的2倍，第二类乙类工业建筑，其占地面积是防火分区最大允许建筑面积的3倍。工业建筑内设计的防火分区之间，采用防火墙分隔。甲、乙类工业建筑内防火分区的防火墙不设计门、窗、洞口等。工业建筑在保证整个防火分区全部设计了自动灭火系统的前提下，防火分区的最大允许建筑面积才允许增加1.0倍[3]。

3.1.2 防火分区的消防措施

工业建筑的防火分区消防措施主要是采用防火分隔技术，选择灵活合理的消防系统设计方案，多应用防火墙和防火门的消防措施。

(1)防火墙分隔法

根据相关规范要求，在工业建筑的屋顶承重结构和屋面板的耐火极限超过正常标准数值时，防火墙的设计高度应低于屋面，防火墙砌至屋面结构的地面。防火墙的应用条件是防火分区划分应是割裂式，但不限制其高度，防火墙非常适用于开敞度要求低的建筑空间。

(2)防火门、防火卷帘法

为实现工业建筑的耐火等级的提升，应增加设计一定数量的防火门、防火卷帘，防火装置数量的增加对提升建筑的消防安全性具有重要的作用。在消防设计时，为了达到工业建筑的防火效果，在防火门或防火卷帘的两侧，设计自动喷淋系统。防火门、防火卷帘和防火墙应综合利用，控制其设计高度，设计防火门或防火卷帘的优势是装置应用灵活，方便开启与关闭，发生火灾时便于及时扑救。

(3)水幕分隔法

按照相关规范要求，消防设计可采取水幕分隔法，控制喷水高度≤12m，且保证工业建筑施工或装修材料不采用可燃物或其他可燃的构件，避免可燃物造成火势的蔓延扩大。在水幕分割法的设计上，应保障工业建筑较大的空间，设计的水幕喷射方向应朝上，便于控制火势，防止烟火在建筑上部空间蔓延。选择水幕分隔法的应用优势是该设计适合空间高度较高的工业建筑结构，具有使用灵活可控性强、空间布局美观的特点，在工业建筑中应用广泛。需要特别注意的是，为提高工业建筑消防设计的观赏效果，一些工业建筑可能采用设计玻璃幕墙和吊顶的方式保证建筑内部的美观性，但是这样设计会影响建筑的安全性，因为玻璃质地的施工材料在火灾的高温作用下可能破碎造成塌顶，更容易导致火势的扩大，所以这种设计方式并不可取[4]。

3.2 自动报警系统

3.2.1 工业建筑的自动报警系统

目前，我国工业建筑消防设计已呈现出智能化、科学化的趋势。互联网技术在各领域的普遍应用，最大程度地实现了自动报警系统的智能化，不断促进了报警精度的提升。

3.2.2 红外光束感烟探测系统

工业建筑消防系统中设计红外光束感烟探测系统，适用于普通的感烟、感温系统无法控制的空间、过于高大的空间或普通的探测系统无法企及的屋顶结构。该系统对建筑室内空间和外部环境的变化参数具有自动补偿的功能，应用优势是可以精确区分火灾报警和故障，有助于通过光学断面图像准确判断火灾，大大提高防火探测准确性。

3.2.3 智能火灾探测系统

智能火灾探测系统的设计主要是借助计算机技术，该系统应用优势是独立适应性强。传统的火灾探测系统适应性较差，存在较高的错误报警率，但是智能火灾探测系统的监测最大距离可达100m，特别适合大空间的工业建筑消防设计，成本过高是该系统的应用缺陷。

3.3 自动化灭火系统

自动化灭火系统设计包括雨淋系统和遥控消防炮系统。雨淋系统在火势蔓延快、火势较强的火灾中应用效果较好。在火灾发生时，该系统的火灾自动报警控制器会直接打开常用的隔膜式水滴雨淋系统的电磁阀，发挥快速排水且瞬间扑救的作用，雨淋系统可以设计雨量覆盖区或隔离保护区。遥控消防炮系统设计是用一种相当于电视监控的技术，自动跟踪探测火情，遥控灵活方便，该系统水量大，射程远，一般射水≥70m，在工业建筑中可以设计为远程遥控的方式，可以有线控制或无线手动控制，尤其适用于易燃、易爆的油库储罐区。

3.4 排烟设计

在消防系统设计中，应设计有效灵活的排烟措施，根据工业建筑的实际情况和规范要求，进行人性化、科学化地设计，可利用计算机技术模拟火场，选择科学地排烟方式，合理设计排烟口的位置，确定科学的数量。工业建筑的排烟方式的选择不如普通建筑灵活，根据工业建筑用途、外部结构及形态等设计自然排烟或机械排烟。在特殊功能的工业建筑内，如果无法设计和安装排烟风机和管道等消防设施，采用自然排烟；对外部不开口的建筑，根据建筑安全要求、排烟量、排烟口位置等设计机械排烟。排烟量是排烟系统设计的重要参数，排烟量的计算需要结合实际建筑确定，在设计中可以参照建筑安全要求和火灾时烟气速率确定。

4 结语

工业建筑消防设计内容较多，消防安全需要设计者格外重视。对工业建筑的消防设计要点进行浅析，总结有助于提高工业建筑消防系统安全性的设计要点。在消防系统设计中，首先应保障人们的生命安全，当火灾发生时确保人们可以得到及时疏散和安全逃生，有效控制火势蔓延并及时扑灭火灾，工业建筑中消防设计人性化、智能化的发展，将不断推动建筑安全性能的不断提高。