淺析工業建筑消防設計要點

張麒

山西省建筑設計研究院有限公司 山西 太原 030000

我國是最具規模的制造大國，大小城市都規劃了不同形式的工業區，工業建筑類型多，建筑空間結構復雜，一旦工業建筑內部發生火災會產生嚴重的危害，企業的經濟損失和人員傷亡將是非常慘重的。工業建筑火災具有危險性高、蔓延速度快等特點，由于我國針對工業建筑的消防設計研究仍存在很多不足，消防設計還無法完全適應建筑需求的變化，需要在滿足現行規范的技術要求的基礎上，不斷創新完善消防設計。

1 工業建筑消防系統設計特點

工業建筑室內凈空高度＞8m典型的大空間建筑，工業建筑包括室內凈高高度＞12m的各種倉庫、廠房等。工業建筑的特點是單層跨度大、層間高、面積大，一般跨度≥60m，建筑內部不設置或少設置實體分隔。按照我國現行規范和工業建筑的功能，工業建筑的特點:建筑面積和空間跨度較大，這也是工業建筑的最突出的建筑結構特點，在其消防系統的設計中，水平方向和垂直方向的分隔是設計難點；工業建筑通常需要在建筑內部做開口設計，如門庭、樓梯等，這種設計模式在具體實踐中增加了空間分隔的困難；工業建筑內部的屋頂、吊頂棚、鋼制屋架等封閉處理，在結構關鍵位置的消防設計中，選擇防火性能好的施工材料，特別是垃圾道和變形縫等易造成火災的區域；工業建筑為人員密集、內部自由度大的場所，其跨度大，人員、物品過于集中，消防隱患較多。一般單層或框架結構的工業建筑長度在≥100m，甚至≥200m，工業建筑的結構寬度為50～100m，高度為6～15m，很多工業建筑總面積≥100000m2，在大空間工業建筑設計中，一般不設置悶頂，應上下連通[1]。

工業建筑的消防系統復雜，因為廠房、倉庫、儲罐區等工業建筑空間大、格局復雜等問題，根據相關規范要求，應設計合理的消防系統，根據建筑用途和使用環境，設計消防系統，通過科學的消防設計，提高工業建筑的防火安全性和使用壽命。

2 工業建筑火災特點

2.1 工業建筑的消防隱患多

工業建筑是空間結構復雜的多功能的綜合性實體結構，通常建筑內部存在大量的可燃物品，而且空間大、面積大，排查消防隱患時容易存在遺漏，存在的安全隱患較多。

2.2 工業建筑的火勢蔓延快

工業建筑內部空間跨度大、實體分割少，建筑內部的垂直通道在火災發生時助推火勢，火災蔓延速度明顯快于普通建筑，建筑內部高度過大形成從下至上水平方向的風，火勢借助風力，進一步加快了蔓延的速度[2]。

2.3 工業建筑發生火災時人員疏散比較困難

因為工業建筑內的人員數量大或者物品堆積過于密集，在火災發生時，進行人員安全疏散的過程中，必然會存在超長的疏散隊伍。在火災疏散時，因為火災會產生大量的煙霧，煙霧蔓延方向一般是水平和上部，及時疏散建筑內各個功能區的工作人員在實踐中存在較多困難。

2.4 工業建筑火災的撲救難度較大

工業建筑發生火災事故后，救火難度相對大。這是因為工業建筑的結構對火勢具有高強吹拔能力，工業建筑火災發生后，首先會自動啟動火災報警系統，滅火主要是利用消防系統的聯動裝置，控制滅火系統進行撲救，但是，大量事實證明火勢蔓延速度很難得到有效控制，消防聯動裝置無法保障救援和滅火效果。

3 工業建筑消防設計要點

3.1 防火分區

工業建筑的消防設計，可以選擇防火分區設計，有利于預防或限制火勢的蔓延速度，對火勢的控制和撲救具有十分重要的作用。工業建筑防火分區的設計如果采取水平劃分或者垂直劃分設計消防系統，都無法滿足相關規范的消防要求。

3.1.1 防火分區設計依據

規范要求工業建筑內的門廳、倉庫等，應設有火災自動報警、自動滅火系統，工業建筑的施工或裝修過程應采用不可燃或可燃性低的施工材料，工業建筑中設計地上部分防火分區允許的最大建筑面積為5000m2，設計地下部分防火分區的允許最大建筑面積為1000m2。防火分區的消防設施應完善，并滿足規范要求，耐火等級為一、二級的工業建筑，防火分區允許的最大面積為5000m2。

在上下層設置開口位置的工業建筑，如果不采取防火分隔措施時，可把上下聯通層設計為豎向防火分區，分區面積應在規范的允許范圍內；耐火等級為一類或二類的甲類工業建筑，其占地面積是防火分區最大允許建筑面積的3倍；耐火等級為一二級的乙類工業建筑，其占地面積是防火分區最大允許建筑面積的4倍；耐火等級為三級的第一類乙類工業建筑，其占地面積是防火分區最大允許建筑面積的2倍，第二類乙類工業建筑，其占地面積是防火分區最大允許建筑面積的3倍。工業建筑內設計的防火分區之間，采用防火墻分隔。甲、乙類工業建筑內防火分區的防火墻不設計門、窗、洞口等。工業建筑在保證整個防火分區全部設計了自動滅火系統的前提下，防火分區的最大允許建筑面積才允許增加1.0倍[3]。

3.1.2 防火分區的消防措施

工業建筑的防火分區消防措施主要是采用防火分隔技術，選擇靈活合理的消防系統設計方案，多應用防火墻和防火門的消防措施。

(1)防火墻分隔法

根據相關規范要求，在工業建筑的屋頂承重結構和屋面板的耐火極限超過正常標準數值時，防火墻的設計高度應低于屋面，防火墻砌至屋面結構的地面。防火墻的應用條件是防火分區劃分應是割裂式，但不限制其高度，防火墻非常適用于開敞度要求低的建筑空間。

(2)防火門、防火卷簾法

為實現工業建筑的耐火等級的提升，應增加設計一定數量的防火門、防火卷簾，防火裝置數量的增加對提升建筑的消防安全性具有重要的作用。在消防設計時，為了達到工業建筑的防火效果，在防火門或防火卷簾的兩側，設計自動噴淋系統。防火門、防火卷簾和防火墻應綜合利用，控制其設計高度，設計防火門或防火卷簾的優勢是裝置應用靈活，方便開啟與關閉，發生火災時便于及時撲救。

(3)水幕分隔法

按照相關規范要求，消防設計可采取水幕分隔法，控制噴水高度≤12m，且保證工業建筑施工或裝修材料不采用可燃物或其他可燃的構件，避免可燃物造成火勢的蔓延擴大。在水幕分割法的設計上，應保障工業建筑較大的空間，設計的水幕噴射方向應朝上，便于控制火勢，防止煙火在建筑上部空間蔓延。選擇水幕分隔法的應用優勢是該設計適合空間高度較高的工業建筑結構，具有使用靈活可控性強、空間布局美觀的特點，在工業建筑中應用廣泛。需要特別注意的是，為提高工業建筑消防設計的觀賞效果，一些工業建筑可能采用設計玻璃幕墻和吊頂的方式保證建筑內部的美觀性，但是這樣設計會影響建筑的安全性，因為玻璃質地的施工材料在火災的高溫作用下可能破碎造成塌頂，更容易導致火勢的擴大，所以這種設計方式并不可取[4]。

3.2 自動報警系統

3.2.1 工業建筑的自動報警系統

目前，我國工業建筑消防設計已呈現出智能化、科學化的趨勢。互聯網技術在各領域的普遍應用，最大程度地實現了自動報警系統的智能化，不斷促進了報警精度的提升。

3.2.2 紅外光束感煙探測系統

工業建筑消防系統中設計紅外光束感煙探測系統，適用于普通的感煙、感溫系統無法控制的空間、過于高大的空間或普通的探測系統無法企及的屋頂結構。該系統對建筑室內空間和外部環境的變化參數具有自動補償的功能，應用優勢是可以精確區分火災報警和故障，有助于通過光學斷面圖像準確判斷火災，大大提高防火探測準確性。

3.2.3 智能火災探測系統

智能火災探測系統的設計主要是借助計算機技術，該系統應用優勢是獨立適應性強。傳統的火災探測系統適應性較差，存在較高的錯誤報警率，但是智能火災探測系統的監測最大距離可達100m，特別適合大空間的工業建筑消防設計，成本過高是該系統的應用缺陷。

3.3 自動化滅火系統

自動化滅火系統設計包括雨淋系統和遙控消防炮系統。雨淋系統在火勢蔓延快、火勢較強的火災中應用效果較好。在火災發生時，該系統的火災自動報警控制器會直接打開常用的隔膜式水滴雨淋系統的電磁閥，發揮快速排水且瞬間撲救的作用，雨淋系統可以設計雨量覆蓋區或隔離保護區。遙控消防炮系統設計是用一種相當于電視監控的技術，自動跟蹤探測火情，遙控靈活方便，該系統水量大，射程遠，一般射水≥70m，在工業建筑中可以設計為遠程遙控的方式，可以有線控制或無線手動控制，尤其適用于易燃、易爆的油庫儲罐區。

3.4 排煙設計

在消防系統設計中，應設計有效靈活的排煙措施，根據工業建筑的實際情況和規范要求，進行人性化、科學化地設計，可利用計算機技術模擬火場，選擇科學地排煙方式，合理設計排煙口的位置，確定科學的數量。工業建筑的排煙方式的選擇不如普通建筑靈活，根據工業建筑用途、外部結構及形態等設計自然排煙或機械排煙。在特殊功能的工業建筑內，如果無法設計和安裝排煙風機和管道等消防設施，采用自然排煙；對外部不開口的建筑，根據建筑安全要求、排煙量、排煙口位置等設計機械排煙。排煙量是排煙系統設計的重要參數，排煙量的計算需要結合實際建筑確定，在設計中可以參照建筑安全要求和火災時煙氣速率確定。

4 結語

工業建筑消防設計內容較多，消防安全需要設計者格外重視。對工業建筑的消防設計要點進行淺析，總結有助于提高工業建筑消防系統安全性的設計要點。在消防系統設計中，首先應保障人們的生命安全，當火災發生時確保人們可以得到及時疏散和安全逃生，有效控制火勢蔓延并及時撲滅火災，工業建筑中消防設計人性化、智能化的發展，將不斷推動建筑安全性能的不斷提高。