王 爽 楊永峰

（陜西陜焦化工有限公司， 陜西 渭南 711712）

引言：就企業(yè)而言，由于鋼結(jié)構(gòu)建筑物具有施工工期短、布局靈活、抗震效果好、環(huán)保性強(qiáng)等特點(diǎn)，可為企業(yè)提供更高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，在現(xiàn)代工業(yè)廠房設(shè)計(jì)中具有廣泛的應(yīng)用性。但是由于鋼結(jié)構(gòu)的耐火性相對(duì)較差，隨著溫度的變化其結(jié)構(gòu)力學(xué)性質(zhì)也發(fā)生改變。因此，加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房建筑防火設(shè)計(jì)質(zhì)量，提升鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房使用安全至關(guān)重要。

1 鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房耐火性特征

鋼結(jié)構(gòu)（steel structure）是建筑工程中較為常見的一種結(jié)構(gòu)類型，主要是由鋼板、型鋼通過必要連接形成的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，如鋼梁、鋼桁架、鋼柱等共同組成，鋼結(jié)構(gòu)一般采用焊縫連接、鉚釘連接或螺栓連接的方式進(jìn)行連接。由于鋼材具有自重較輕、構(gòu)件斷面小、結(jié)構(gòu)性能好、抗拉及抗壓強(qiáng)度都很高等特點(diǎn)，因此鋼結(jié)構(gòu)建筑物通常具有結(jié)構(gòu)可靠性強(qiáng)、機(jī)械化作業(yè)程度高、環(huán)保性強(qiáng)等特點(diǎn)，在工程建筑設(shè)計(jì)與施工中具有廣泛的應(yīng)用性。但是，相對(duì)其他建筑結(jié)構(gòu)而言，鋼結(jié)構(gòu)建筑的耐火性能較差，通常情況下鋼結(jié)構(gòu)的耐火時(shí)間在十五分鐘左右，當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)表面受到150℃左右熱輻射時(shí)，其強(qiáng)度性能將會(huì)下降，一般情況下，當(dāng)溫度為350℃時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)材料的強(qiáng)度將下降三分之一，當(dāng)溫度為550℃時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)材料的強(qiáng)度將下降二分之一，當(dāng)溫度超過600℃時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)材料的強(qiáng)度將下降三分之二[1]。此時(shí)鋼材的力學(xué)性能，諸如屈服點(diǎn)、抗壓強(qiáng)度、彈性模量以及荷載能力等都迅速下降，低于建筑結(jié)構(gòu)所要求的屈服強(qiáng)度，也就是低于建筑結(jié)構(gòu)的承載許用應(yīng)力，從而影響建筑整體穩(wěn)定性、牢固性與使用安全性。而理論上來講，當(dāng)化工企業(yè)發(fā)生火災(zāi)時(shí)其溫度相對(duì)較高，可達(dá)到800℃以上，加之廠房空間大、流通性強(qiáng)，因此一旦發(fā)生火災(zāi)，其危害性較大。對(duì)此，鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的建筑防火設(shè)計(jì)需根據(jù)廠房實(shí)際情況，正確確定火災(zāi)危害等級(jí)與工業(yè)廠房耐火等級(jí)，從而依據(jù)有關(guān)規(guī)定進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)。

2 鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的建筑防火設(shè)計(jì)

2.1 工程概述

就化工企業(yè)而言，工業(yè)廠房在建筑設(shè)計(jì)之初，就要充分掌握該化工企業(yè)生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)及生產(chǎn)設(shè)備對(duì)空間環(huán)境布置的要求。化工企業(yè)工業(yè)廠房一般具備化工產(chǎn)品生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)裙δ?。而由于多?shù)化工原料與產(chǎn)品，具有易燃、易爆等特點(diǎn)，決定了化工企業(yè)的工業(yè)廠房需具備較高的火災(zāi)防御能力，需要做好廠房防火措施。對(duì)此，在采用鋼結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行廠房建設(shè)時(shí)，為實(shí)現(xiàn)廠房火災(zāi)的有效預(yù)防，需做好建筑防火設(shè)計(jì)工作，提升廠房耐火等級(jí)。

2.2 建筑防火設(shè)計(jì)

根據(jù)建筑設(shè)計(jì)要求，在明確鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房耐火等級(jí)與鋼結(jié)構(gòu)耐火特征后，建議采用如下方法進(jìn)行設(shè)計(jì)與實(shí)踐：

2.2.1 科學(xué)應(yīng)用耐火保護(hù)方法

目前，在鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房建筑防火設(shè)計(jì)中，較為常用的耐火保護(hù)方法有以下幾種：第一，噴涂法，即在鋼結(jié)構(gòu)的表面噴涂一層防火性能相對(duì)較好的涂料，用以在鋼結(jié)構(gòu)表面形成保護(hù)層，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行保護(hù)，提升鋼結(jié)構(gòu)建筑的耐火極限。通常情況下，對(duì)耐火極限要求較低的（1. 5h以下）可利用薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料進(jìn)行涂裝（3mm～7mm），如裝飾性鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件；對(duì)耐火極限要求較高的（2.5h左右）需采用厚型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料進(jìn)行涂裝（8mm～45mm）[2]。鋼結(jié)構(gòu)通常先進(jìn)行防腐涂料涂裝，再進(jìn)行防火涂料涂裝，應(yīng)注意防火涂料和防腐涂料應(yīng)具有相容性，不能產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。第二，包敷法，即利用混凝土、硅鈣板和磚等耐火性能高的材料將鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行包裹，形成隔離層實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)建筑物耐火極限的提升。第三，水淋冷卻法，即在鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件上部設(shè)置自動(dòng)噴淋系統(tǒng)，當(dāng)火災(zāi)時(shí)，通過水淋形成連續(xù)水膜進(jìn)行保護(hù)。而無(wú)論應(yīng)用哪種方法，應(yīng)保證材料質(zhì)量的合格性，注重施工現(xiàn)場(chǎng)的有效監(jiān)督與管理，實(shí)現(xiàn)耐火保護(hù)方法作用的最大化發(fā)揮。

2.2.2 進(jìn)行防火分區(qū)設(shè)計(jì)

在建筑防火設(shè)計(jì)中，可根據(jù)建筑工程項(xiàng)目實(shí)際情況，實(shí)現(xiàn)防火分區(qū)的科學(xué)規(guī)劃，從而進(jìn)行分區(qū)針對(duì)性管控，實(shí)現(xiàn)火災(zāi)的有效防治，降低火災(zāi)發(fā)生時(shí)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的影響。通常情況下，防火分區(qū)的劃分方法主要由以下幾種：第一，依據(jù)工程項(xiàng)目樓層進(jìn)行劃分，即以每一層樓層為一個(gè)分區(qū)，并采用封閉的樓梯間將各個(gè)獨(dú)立的樓層分區(qū)連通，樓梯間的門設(shè)置為防火門，其防火等級(jí)需根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選用，通常為乙級(jí)；第二，依據(jù)功能進(jìn)行劃分，即可將廠房分為辦公區(qū)、生產(chǎn)區(qū)、產(chǎn)品存儲(chǔ)區(qū)、動(dòng)力區(qū)等不同獨(dú)立區(qū)域，根據(jù)不同區(qū)域消防需求，進(jìn)行防火分區(qū)方案的有針對(duì)性設(shè)計(jì)：①特殊區(qū)域建立防火墻，配置自動(dòng)滅火系統(tǒng)，但在對(duì)生產(chǎn)工藝連續(xù)性以及設(shè)備管道安裝有要求的大空間的工業(yè)廠房?jī)?nèi)，防火墻應(yīng)用范圍有限；②防火卷簾在民用建筑中應(yīng)用廣泛，但在大跨度的鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房?jī)?nèi)，不僅沒有如此大跨度的卷簾，而且這樣大跨度的卷簾在收放時(shí)很難控制，容易卡在滑槽里；③工業(yè)廠房?jī)?nèi)可設(shè)置貫通防火帶，當(dāng)由于生產(chǎn)工藝連續(xù)性的要求，無(wú)法設(shè)防火墻，可在廠房?jī)?nèi)劃出一段區(qū)域，將該區(qū)域內(nèi)的構(gòu)件全部改用不燃性材料，但在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)工藝布置及不燃物選擇限制大；④防火水幕可作防火分隔，宜采用噴霧型噴頭，也可采用雨淋式水幕噴頭。防火水幕分隔方式靈活，不像防火墻分隔廠房空間，也沒有大跨度防火卷簾的麻煩，但存在需水量大，啟動(dòng)水幕可能對(duì)生產(chǎn)設(shè)備造成損壞的危害。

2.2.3 安全出口與門窗設(shè)計(jì)

在建筑防火設(shè)計(jì)中，需根據(jù)建筑施工設(shè)計(jì)要求與建筑工程屬性，對(duì)建筑樓梯、安全出口數(shù)量、過道寬度、樓梯與安全通道之間距離等進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，并在安全通道配置引導(dǎo)標(biāo)識(shí)，在一定范圍內(nèi)配備消防設(shè)備。與此同時(shí)，需依據(jù)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范，對(duì)門窗進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，包括門窗角度、防火墻門窗洞口高度、門窗材料等。通常情況下，鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的防火門需為甲級(jí)防火門；封閉樓梯間門應(yīng)為乙級(jí)防火門；防爆墻體可配置采光窗[3]。以及在設(shè)置有火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警裝置的鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房中，分類別對(duì)防火門進(jìn)行消防聯(lián)動(dòng)控制設(shè)計(jì)。

結(jié)論：總而言之，鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房建筑防火設(shè)計(jì)是鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計(jì)工作中的重要組成部分，對(duì)提升鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房質(zhì)量，保證鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房使用安全性與可靠性具有重要意義。對(duì)此，設(shè)計(jì)工作人員在進(jìn)行建筑防火設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房本質(zhì)特性與建設(shè)要求，從整體層面出發(fā)進(jìn)行綜合分析，保證設(shè)計(jì)的科學(xué)性、規(guī)范性、準(zhǔn)確性，增強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房防火性能，提升廠房安全性。