煤礦地面工業(yè)建筑防火設(shè)計(jì)思考探討

郝智宏

1. 天地科技股份有限公司 北京 100013

2. 中煤科工開(kāi)采研究院有限公司 北京 100013

1 建筑防火的基本概念

1.1 火災(zāi)危險(xiǎn)性分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)

通過(guò)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)防火要求了解后得知，應(yīng)高度重視對(duì)各種危險(xiǎn)物品的保管和貯存，在采用合理管控方式后，通過(guò)相關(guān)防火設(shè)計(jì)方式來(lái)節(jié)約大量建設(shè)成本，與此同時(shí)，管理人員應(yīng)積極的對(duì)對(duì)生產(chǎn)或貯存物品的火災(zāi)危險(xiǎn)性應(yīng)進(jìn)行分類(lèi)。結(jié)合建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》有關(guān)規(guī)定，生產(chǎn)的火災(zāi)危險(xiǎn)性及儲(chǔ)存物品的火災(zāi)危險(xiǎn)性大致分為甲、乙、丙、丁、戊五類(lèi)[1]。

1.2 材料的燃燒性能

(1) 非燃燒體

應(yīng)用不能燃燒的材料制成的構(gòu)件可以簡(jiǎn)單的稱(chēng)為非燃燒體，而非燃燒系數(shù)主要是指應(yīng)用一些不易燃燒、在高溫環(huán)境下不易起火的生產(chǎn)材料，例如，建筑中采用的金屬材料和天然或人工的無(wú)機(jī)礦物材料是常見(jiàn)的非燃燒材料。

(2) 難燃燒體

使用不易燃燒的材料制成的構(gòu)件即可稱(chēng)為難燃材料，假如制造商應(yīng)用易燃物品而制應(yīng)用難燃材料將其包裹后，也會(huì)起到高溫作用時(shí)難起火，難微燃，難炭化的效果，一旦沒(méi)有大量的火源存在，燃燒或微燃材料的火苗將短時(shí)間內(nèi)迅速熄滅。例如，瀝青混凝土、經(jīng)過(guò)防火處理的木材、用有機(jī)物填充的混凝土和水泥刨花板是常見(jiàn)的難燃燒體之一[2]。

(3) 燃燒體

使用燃燒材料制成的構(gòu)件可以稱(chēng)為燃燒體，燒材料系指在空氣中受到火燒或高溫作用時(shí)立即起火或微燃，且火源移走后仍繼續(xù)燃燒或微燃的材料，如木材等。值得一提的是，材料的燃燒性和建筑構(gòu)件的定義和性質(zhì)存在著極大的差別，，雖然材料不易燃和難燃的狀態(tài)和耐火極限有相似之處，但是兩者還存在很大差別，例如，鋼材結(jié)構(gòu)它屬于不燃物體，可是卻具有一定的耐火極限，在沒(méi)有采取保護(hù)措施時(shí)，僅僅存在16min的耐火極限。因此，在使用相關(guān)構(gòu)件時(shí)，不但要關(guān)注材料的燃燒特點(diǎn)，還需要熟悉不同材料的耐火機(jī)極限。

1.3 確定火災(zāi)危險(xiǎn)性類(lèi)別的方法

針對(duì)對(duì)不同建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行防火設(shè)計(jì)過(guò)程中，確定確定生產(chǎn)工藝或貯存物品的火災(zāi)危險(xiǎn)性類(lèi)別是首要的前提，在對(duì)相關(guān)物品進(jìn)行分類(lèi)保管后，結(jié)合先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，引進(jìn)科學(xué)的處理方法對(duì)其采取相應(yīng)的防火管理。例如，對(duì)單一物品進(jìn)行生產(chǎn)和保管時(shí)，應(yīng)結(jié)合具體的火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)對(duì)物品進(jìn)行分類(lèi)，如果在同一車(chē)間生產(chǎn)或貯存物品具備的危險(xiǎn)性各不相同，按照防火要求按火災(zāi)危險(xiǎn)性最大的部分處理，假如火災(zāi)危險(xiǎn)性大的部分小于車(chē)間或防火分區(qū)面積的5%(丁、戊類(lèi)生產(chǎn)廠房的油漆工段小于11%)，一旦發(fā)生意外安全事故，就不會(huì)大面積的向外擴(kuò)散，相關(guān)人員應(yīng)根據(jù)火苗蔓延趨勢(shì)，有針對(duì)性的采取管控措施。另外，針對(duì)那些少數(shù)量的生產(chǎn)過(guò)程中使用或生產(chǎn)易燃或可燃物質(zhì)，因其不具備燃燒或者起火的必要條件，就應(yīng)根據(jù)物品實(shí)際性質(zhì)進(jìn)行火災(zāi)危險(xiǎn)性歸類(lèi)。即使貯存的物品不是易燃或者是屬于難燃狀況的，一些貴重的儀器、機(jī)器設(shè)備都需要包裹一層可燃的木箱和紙箱，如果可燃物品重量占總重量的1/4后[3]，可以將其火災(zāi)危險(xiǎn)確定為丙類(lèi)。

2 工業(yè)建筑防火設(shè)計(jì)方法

2.1 明確設(shè)計(jì)范圍

工業(yè)建筑設(shè)計(jì)師應(yīng)全面了解各個(gè)結(jié)構(gòu)的具體情況，在對(duì)整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃后，會(huì)同多個(gè)部門(mén)，制定科學(xué)完整的工業(yè)平面設(shè)計(jì)方案在，密切關(guān)注相關(guān)防火要點(diǎn)后，對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程中的不足之處進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，在注重建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的諸多細(xì)節(jié)后，嚴(yán)格按照招標(biāo)方的施工要求，在各個(gè)技術(shù)部門(mén)共同配合下，達(dá)到預(yù)設(shè)的工作效果。

2.2 明確防火安全目標(biāo)

(1) 總體目標(biāo)

明確工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)的防火安全目標(biāo)是工業(yè)建筑設(shè)計(jì)的總目標(biāo)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)積極引進(jìn)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的防火技術(shù)，對(duì)建筑內(nèi)部的各個(gè)區(qū)域進(jìn)行嚴(yán)格的防火管控，在逐步降低火災(zāi)事件發(fā)生概率的同時(shí)，減少建筑企業(yè)蒙受巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

(2) 功能目標(biāo)

這是總體目標(biāo)劃分的一個(gè)子目標(biāo)，應(yīng)在保證廣大人民群眾生命財(cái)產(chǎn)的基礎(chǔ)上，當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部發(fā)生起火事件時(shí)，應(yīng)快速的將室內(nèi)人群轉(zhuǎn)移到安全地帶 ，為后續(xù)滅火處理創(chuàng)設(shè)諸多有利條件。

(3) 性能目標(biāo)與相關(guān)指標(biāo)

采用各種細(xì)化方式將性能指標(biāo)進(jìn)行收集和匯總，并通過(guò)相關(guān)方式對(duì)對(duì)性能目標(biāo)以及有關(guān)指標(biāo)的適用性以及科學(xué)性要進(jìn)行評(píng)判，全面深人的分析防火設(shè)計(jì)方案，在及時(shí)查找諸多問(wèn)題后，一旦發(fā)現(xiàn)防火管理工作中出現(xiàn)異常現(xiàn)象，要及時(shí)的進(jìn)行修正[4]。

3 地面建筑耐火等級(jí)、層數(shù)及防火分區(qū)的最大允許建筑面積育平面設(shè)置

3.1 火災(zāi)危險(xiǎn)性分類(lèi)及耐火等級(jí)

結(jié)合各種火災(zāi)事件危險(xiǎn)性的所屬類(lèi)別，科學(xué)、準(zhǔn)確的選出地面工業(yè)建筑的耐火等級(jí)，合理設(shè)定出建筑的實(shí)際層數(shù)及占地面積，這是當(dāng)前防控火災(zāi)發(fā)生及涉及范疇擴(kuò)大、減少火災(zāi)帶來(lái)的損失承擔(dān)的一種可行辦法。按照產(chǎn)生的不同火災(zāi)危險(xiǎn)性，針對(duì)失火風(fēng)險(xiǎn)高、蔓延快速及補(bǔ)救難度大的建筑，對(duì)其耐火等級(jí)、建筑層數(shù)及總面積均提出較高的要求。比如汽油庫(kù)、煤氣站等建筑物的防火等級(jí)均要達(dá)到二級(jí)；鍋爐房，鑄工及鉚焊車(chē)間防火等級(jí)同樣達(dá)到二級(jí)，適用條件如下：蒸汽鍋爐額定蒸發(fā)量≤4t/h，熱水鍋爐額定出力≤2.8MW時(shí)防火等級(jí)是三級(jí)，鑄工、鉚焊車(chē)間建筑面積＜1000m2可以為三級(jí)。

3.2 廠房層數(shù)及防火分區(qū)的最大允許建筑面積

參照煤礦地面工業(yè)建筑生產(chǎn)火災(zāi)的危險(xiǎn)性分類(lèi)及所屬耐火等級(jí)，便能合理的確定出建（構(gòu)）筑物的防火分區(qū)、最多層數(shù)及最大面積。部分見(jiàn)表1[5]。

表1 廠房的耐火等級(jí)、層數(shù)及防火分區(qū)的最大允許建筑面積

除了滿足表1 內(nèi)的要求之外，廠房防火分區(qū)面積及平面部署還需關(guān)注如下幾點(diǎn)事宜：

(1) 運(yùn)用防火墻分隔不同防火分區(qū)，除了甲類(lèi)廠房之外耐火等級(jí)達(dá)到一、二級(jí)的單層廠房，如果其防火分區(qū)的建筑物面積在表2內(nèi)規(guī)定值以上，并且布置防火墻的操作難度較高時(shí)，可以嘗試運(yùn)用防火卷簾門(mén)進(jìn)行分隔。

(2) 廠房及倉(cāng)庫(kù)中安裝自動(dòng)滅火系統(tǒng)時(shí)，各個(gè)防火分區(qū)的最大允許建筑面積是表1內(nèi)規(guī)定值的2倍。

(3) 嚴(yán)禁在甲、乙類(lèi)廠房中設(shè)置辦公室、休息室等，如果一定要和該廠房“相鄰式”建設(shè)時(shí)，明確要求其耐火等級(jí)不可低于二級(jí)，且要配置耐火極限≥3h的不燃型防爆墻分隔，并開(kāi)設(shè)運(yùn)行狀態(tài)獨(dú)立的安全出口。

(4) 如果要在丙類(lèi)廠房中布置休息室、辦公室，則要運(yùn)用耐火極限≥2.5hh的不燃體隔墻及≥1h的樓板和廠房分隔，并且要布置≥1個(gè)獨(dú)立型安全出口。如果隔墻上有設(shè)置互聯(lián)互通的門(mén)這一要求時(shí)，則要運(yùn)用乙級(jí)防火門(mén)。

(5) 廠房中建造丙類(lèi)車(chē)庫(kù)時(shí)，一定要運(yùn)用防火墻育耐火極限≥1.5h的樓板將其和廠房分隔。

(6) 不要在甲、乙類(lèi)廠房中或貼臨建造變、配電所，也不能將其布置在廣泛彌漫爆炸性氣體、粉塵的危險(xiǎn)區(qū)段中。針對(duì)供甲、乙類(lèi)廠房專(zhuān)用的10kV及以下的變、配電所，當(dāng)準(zhǔn)許用防火墻分隔時(shí)，一面可以貼臨廠房建設(shè)，且要和國(guó)家現(xiàn)行的規(guī)范要求相吻合。如果乙類(lèi)廠房的配電所一定要能在防火墻上實(shí)現(xiàn)開(kāi)窗時(shí)，要為其布置不密封式穩(wěn)固的甲級(jí)防火窗。

(7) 嚴(yán)禁在倉(cāng)庫(kù)中布置職工宿舍，防火等級(jí)是甲、乙類(lèi)的倉(cāng)庫(kù)，其內(nèi)不可以設(shè)置辦公室、休息室[6]。

(8) 只有燃煤鍋爐房總蒸發(fā)量≤4t/h時(shí)準(zhǔn)許使用耐火等級(jí)達(dá)三級(jí)的建筑，其他類(lèi)型的鍋爐房都要求運(yùn)用耐火等級(jí)是一、二級(jí)的建筑。

4 工業(yè)建筑設(shè)計(jì)中存在的防火設(shè)計(jì)問(wèn)題

首先，近年來(lái)，國(guó)家的城建管理部門(mén)根據(jù)當(dāng)前防火現(xiàn)狀對(duì)民用建筑結(jié)構(gòu)制定了完整的施工標(biāo)準(zhǔn)和各項(xiàng)法律法規(guī)條例，卻沒(méi)有重點(diǎn)對(duì)工業(yè)建筑防火標(biāo)準(zhǔn)及一些具有特殊性質(zhì)的建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃。在實(shí)踐過(guò)程中，防火設(shè)計(jì)人員并沒(méi)有從真正意義上理解工業(yè)建筑內(nèi)部各類(lèi)產(chǎn)品的生產(chǎn)、存儲(chǔ)流程及產(chǎn)品性能，僅僅憑借個(gè)人自身經(jīng)驗(yàn)對(duì)部分工業(yè)建筑產(chǎn)品作出簡(jiǎn)單的防火操作，還有些設(shè)計(jì)人員沒(méi)有及時(shí)更新并學(xué)習(xí)先進(jìn)的防火處理方法，采用傳統(tǒng)守舊的防火方式對(duì)工業(yè)建筑產(chǎn)品進(jìn)行管理，造成部分企業(yè)的防火設(shè)計(jì)方案存在諸多漏洞；其次，部分企業(yè)的員工沒(méi)有具備防火安全管理意識(shí)，在忽略防火設(shè)計(jì)工作的同時(shí)[7]，導(dǎo)致后期防火設(shè)計(jì)工作不能達(dá)到國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)；最后，防火設(shè)計(jì)的不足之處，還包括對(duì)工業(yè)建筑材料的選擇，部分防火設(shè)計(jì)工程師沒(méi)有高度關(guān)注建筑材料的使用效果，在沒(méi)有對(duì)建筑結(jié)構(gòu)性能檢測(cè)的同時(shí)，過(guò)于盲目的選擇一些普通民用材料進(jìn)行日常的防火設(shè)計(jì)，會(huì)為后期工業(yè)建筑設(shè)計(jì)投產(chǎn)使用埋設(shè)諸多安全隱患。如設(shè)計(jì)時(shí)采用大量普通玻璃外窗，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，玻璃易爆裂產(chǎn)生大量飛濺碎片，傷及疏散和救援人員。另外，還有些建筑企業(yè)為了謀取更大的經(jīng)濟(jì)利益，低價(jià)采購(gòu)一些沒(méi)有較高防火性能的建筑生產(chǎn)材料，在忽略各種材料的燃燒特點(diǎn)后，導(dǎo)致后期發(fā)生著火事件。值得重點(diǎn)說(shuō)明的是，如果工業(yè)建筑內(nèi)部安設(shè)的消防設(shè)備成本相對(duì)較低，這些因素均對(duì)建筑自身的防火性也起著不利影響。

5 提升工業(yè)建筑設(shè)計(jì)中防火設(shè)計(jì)的整改措施

工業(yè)建筑施工項(xiàng)目的開(kāi)展離不開(kāi)對(duì)整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的防火設(shè)計(jì)，這就要求整個(gè)防火設(shè)計(jì)方案要具備策劃、設(shè)計(jì)、施工文件、施工管理到后期維護(hù)多個(gè)環(huán)節(jié)，以達(dá)到國(guó)家規(guī)定的防火設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，在此過(guò)程中，工業(yè)設(shè)計(jì)人員還應(yīng)不斷拓寬防火設(shè)計(jì)的具體方法，根據(jù)工業(yè)建筑內(nèi)部產(chǎn)品生產(chǎn)、貯存流程確保其防火性能得到明顯提高。首先，在防火設(shè)計(jì)研究前期，應(yīng)邀請(qǐng)一些防火經(jīng)驗(yàn)豐富、工作能力較強(qiáng)的消防專(zhuān)家[8]，在各個(gè)人員共同交流分析的基礎(chǔ)上，制定合理的設(shè)計(jì)方案，并通過(guò)多方消防專(zhuān)項(xiàng)評(píng)審確保方案的可執(zhí)行性。與此同時(shí)，在進(jìn)行防火總規(guī)劃設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)工業(yè)建筑的整體結(jié)構(gòu)確定合理的防火間距。例如，可以在前期模擬實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)火災(zāi)發(fā)生環(huán)境進(jìn)行基礎(chǔ)模擬，進(jìn)一步了解易燃易爆效果的基礎(chǔ)上，了解其給建筑物帶來(lái)的沖擊荷載和性質(zhì)，精準(zhǔn)計(jì)算出所必須的緩沖距離，從而確定工業(yè)建筑的安全防火邊界。在此過(guò)程中，消防管理人員應(yīng)采用相關(guān)管控方式對(duì)疏散通道的寬度進(jìn)行調(diào)整，并綜合考慮火災(zāi)發(fā)生的各類(lèi)影響因素，幫助各類(lèi)人群能夠通過(guò)多種方式進(jìn)行逃生，與此同時(shí)，消防車(chē)道及撲救場(chǎng)坪的設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)的地理?xiàng)l件和空間環(huán)境，采用環(huán)形的設(shè)計(jì)方法和消防路線對(duì)工業(yè)建筑物附近的道路進(jìn)行規(guī)劃，在實(shí)際的道路設(shè)計(jì)中，應(yīng)對(duì)內(nèi)救援消防車(chē)輛救援路線和社會(huì)車(chē)輛分設(shè)不同的通道，避免出現(xiàn)交通堵塞的狀況，為消防車(chē)順利開(kāi)展救援工作奠定夯實(shí)基礎(chǔ)[9]。

其次，應(yīng)建立適量的應(yīng)急出口和備用的能源、照明、通信，煙感器及滅火系統(tǒng)，以豐富工業(yè)建筑設(shè)計(jì)內(nèi)容，建筑企業(yè)應(yīng)投入大量建設(shè)資金，引進(jìn)先進(jìn)的消防設(shè)備來(lái)保證火災(zāi)發(fā)生時(shí)能夠被完全利用，在對(duì)整個(gè)工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)的布局完全了解后，科學(xué)的對(duì)防火區(qū)域進(jìn)行劃分，在堅(jiān)持防火、放煙、防毒的區(qū)域防火原則后，根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置相應(yīng)的防火墻[10]，在具體應(yīng)用期間，要選用性能較佳的防火材料，避免建筑內(nèi)的火災(zāi)快速蔓延或產(chǎn)生其他不利影響。

最后，要采用多種方式對(duì)工業(yè)建筑的外立面進(jìn)行加強(qiáng)管理，由于工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)最脆弱的一般就是防火等區(qū)域，如果僅僅使用一些普通型號(hào)的玻璃和門(mén)窗，就只能起到抗風(fēng)、抗水的基礎(chǔ)防護(hù)效果，這也會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生而無(wú)法控制的局面，對(duì)此，設(shè)計(jì)師應(yīng)具備專(zhuān)業(yè)的知識(shí)，利用先進(jìn)的立面設(shè)計(jì)理念，在實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中，盡量避免設(shè)置多余的普通門(mén)窗，加強(qiáng)防火門(mén)窗等部件的設(shè)置和監(jiān)督，合理設(shè)置抗暴及泄爆墻體。

6 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，煤礦地面工業(yè)建筑防火設(shè)計(jì)會(huì)受到外界各種環(huán)境因素的影響，建筑企業(yè)的管理部門(mén)首先應(yīng)做到統(tǒng)籌規(guī)劃，設(shè)計(jì)出切實(shí)可行的防火方案，避免各種施工風(fēng)險(xiǎn)事件的發(fā)生，其次，應(yīng)投入適當(dāng)?shù)慕ㄔO(shè)資金，采購(gòu)一些質(zhì)量較高的生產(chǎn)建筑材料，學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的防火處理技術(shù)，在因地制宜、具體問(wèn)題具體分析后，確保工業(yè)防火設(shè)計(jì)理念能夠廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)[11]。