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1、轮胎厂房扩建工程建筑防火设计摘要以大连固特异轮胎有限公司扩建工程为例,探讨大型轮胎生产工业厂房扩建工程中建筑防火设计有关问题。关键词轮胎厂房建筑构造防火设计1概述大连固特异轮胎有限公司日产15000条轮胎扩建工程是将原装置的生产能力在日产6000条轮胎的基础上扩大到日产15000条轮胎,由此需对其生产厂房进行扩建改造。原厂房由炼胶工段、压延工段、成型工段、硫化工段、成品检验及存放工段等五部分组成。厂房呈东西连体排列,最大宽度为64.25m,长度约为400m,总建筑面积为3.2104m2。此次扩建工程是在原有厂房基础上向西、向北、向东进行加宽、加长。扩建部分厂房为密炼工段、胶部件工段、轮胎成型工
2、段及成品库房等七个部分。扩建后最宽处达到93m,总长度为445.8m,扩建部分的建筑面积为2.37104m2,扩建后总建筑面积为5.57104m2。2生产原料分析在本装置生产过程中的生产原料主要有:2.1橡胶天然橡胶及其制品是可燃固体。厂房内存有大量的橡胶及其制品(轮胎成品及半成品),一旦着火就会很快燃烧并产生大量的有毒有害物质,即便是移走火源后仍能继续燃烧,且持续时间较长,扑救困难。因此,其生产过程和储存的物品有火灾危险性。2.2其它生产橡胶轮胎过程中有作为填料的炭黑,作为硫化剂的硫磺,以及作为添加剂的钴盐、松香油、环己烷等物品。虽然都是可燃物品,但其用量较少,不会造成太大的危害。3建筑防火
3、设计根据橡胶轮胎生产特殊的工艺流程和存放要求,首先生产厂房必须连为一体;其次是原生产厂房和新建生产厂房的防火设计必须满足建筑设计防火规范GB50016-2006(以下简称“规范”)的要求。3.1火灾危险性分类根据“规范”中相关规定,生产厂房火灾危险性分类,可分为甲、乙、丙、丁、戊五类,其中,丙类的火灾危险性特征为使用、生产或储存可燃固体,并在规范附录的举例中就有橡胶制品的压延、成型及硫化厂房;根据橡胶轮胎生产的工艺性质,在密炼厂房内据橡胶轮胎生产的工艺性质,在密炼厂房内进行的密炼机混料只是物理过程。虽然作为硫化剂使用的硫磺是乙类可燃固体,但其用量较少(仅占橡胶用量的2%左右、存量为24h的用量
4、),不足以构成火灾危险,因此将橡胶轮胎生产厂房生产的火灾危险性分类为丙类。3.2厂房耐火等级的确定由于扩建后新旧厂房的总建筑面积较大而且是连为一体的,在厂房内的橡胶类物品又比较多,为了便于防火分区的划分,根据“规范”的要求,将原有生产厂房和新建生产厂房的耐火等级都确定为一级。3.3防火分区的划分根据“规范”的规定:生产的火灾危险性分类为丙类、耐火等级为一级的生产厂房的防火分区最大允许占地面积为:单层厂房不限,多层厂房为6000m,高层厂房为3000m。甲、乙、丙类厂房装有自动灭火设备时,其防火分区最大允许占地面积可按有关规定增加1倍。扩建工程的防火分区划分见图1。(1)扩建的密炼厂房的建筑高度
5、为31m,层数为三层(局部为四层),占地面积为2892.35m2,建筑面积为7368.30m2,属高层工业建筑,它在原炼胶厂房西侧贴邻而建。原炼胶工段厂房建筑高度为23.8m,层数为四层(局部为六层),占地面积为2672m2,建筑面积为12073m2,属多层厂房。两者均设置自动报警系统和自动灭火系统。按照“规范”的规定,确定密炼工段厂房为两个防火分区,炼胶工段厂房为一个防火分区。(2)根据生产工艺的要求,新建的胶部件厂房和原压延工段厂房、新建的轮胎成型厂房和原成型工段厂房、新建的硫化成品库房和原硫化工段厂房均需将新旧厂房之间的墙体拆除后合二为一。这些厂房均为单层,合并后的建筑面积分别为1022
6、7.42m2、11596.68m2、5545.3m2,按照“规范”的规定可各确定为一个防火分区。(3)成品检验厂房是在原有成品检验及存放工段厂房基础上改建而成的单层厂房,占地面积为4817.712,可确定为一个防火分区;成品库房也为单层厂房,占地面积为1554m2,并设置自动报警系统和自动灭火系统,可确定为一个防火分区。3.4防火措施为满足耐火等级为一级的要求,各工段厂房的建筑放火设计采取了如下措施。(1)密炼厂房与原有多层炼胶工段厂房贴邻建造,两厂房各为一个防火分区,中间设防火墙分隔开。具体措施为:将原有炼胶工段厂房的西侧墙体上的窗户全部拆除,窗洞口用实心砖封堵,作为密炼工段与炼胶工段厂房两
7、个防火分区分隔的防火墙。在经过防火墙的人行通道设甲级防火门;在车辆行驶的通道设防火卷帘加水幕、在设备通过的部位设防火水幕带,且一并与自动报警系统连锁。原炼胶工段厂房为钢筋混凝土框架结构,其钢筋混凝土框架柱的耐火极限为3h,钢筋混凝土梁的耐火极限为2h,钢筋混凝土楼板耐火极限为1.5h,楼梯间的墙的耐火极限为3h,内外墙的耐火极限为1h,均满足耐火等级要求。新建的密炼厂房采用钢框架结构,其钢柱、钢梁及屋顶承重的钢构件均涂刷钢结构防火涂料,使耐火极限分别达到3h、2h及1.5h。钢筋混凝土楼板的耐火极限达到1.5h。厂房中局部地方有设备垂直穿过二层楼面,一、二层局部连通,故一、二层的建筑面积合计为
8、5784.7m2,大于3000m2,超过了一个防火分区面积的限定,因此在整座厂房内设置自动报警系统和自动灭火系统后,使防火分区的占地面积可增大1倍,达到6000m2,从而使实际面积满足规范要求。密炼厂房的一、二层设有三部楼梯。第一部楼梯设置在厂房中间部位,因无法设置通风窗,且厂房又为高层建筑,故该楼梯设计为防烟楼梯,采用钢筋混凝土剪力墙结构,墙的耐火极限达到3h,并设有防烟前室和送、排风系统,疏散门为乙级防火门;第二部楼梯设置在密炼厂房北墙外侧,为室外疏散楼梯,采用钢筋混凝土框架结构,耐火极限达到3h;第三部楼梯是利用原有炼胶工段厂房南端的封闭楼梯进行改造,将原有疏散门改为乙级防火门。三层以上
9、平面只有第一、第二部楼梯。楼梯的净宽度为1.1m。厂房的一层设有三樘宽度大于1m的出口(门),厂房内的最远点到出口和楼梯间的距离均小于40m,保证安全疏散,满足“规范”要求。(2)新建的胶部件厂房和原压延工段厂房、新建的轮胎成型厂房和原成型工段厂房、新建的硫化成品库房和原硫化工段厂房等各为一个防火分区。防火分区采用烧结页岩实心砖砌筑的防火墙分隔,防火墙的人行通道设有甲级防火门,车辆行驶的通道设有防火卷帘加水幕,并与自动报警系统连锁,每个防火分区均设有两个以上宽度大于1m的疏散门,厂房内的最远点到出口的距离均小于80m,满足“规范”要求。新建的胶部件厂房、轮胎成型厂房、硫化成品库房均采用单层钢框
10、架、排架结构,其钢柱、钢梁及钢桁架均须涂刷钢结构防火涂料,其耐火极限分别达到2.5h、2h及1.5h。原压延工段厂房的一部分是单层钢筋混凝土排架柱,顶部为钢管网架结构,另一部分为单层钢框架结构;原成型工段厂房和硫化工段厂房均为单层钢筋混凝土排架柱,顶部为钢管网架结构,为满足耐火要求,其网架结构、钢柱、钢梁均须涂刷钢结构防火涂料。(3)成品检验及存放工段厂房为单层钢筋混凝土排架柱,顶部为钢管网架结构,为满足耐火要求,其网架结构均须涂刷钢结构防火涂料,并在该工段内局部改建为成品库房后,需在厂房内增设防火墙,具体做法见图2。(4)成品库房采用单层钢框架、排架结构,为满足耐火要求,其钢柱、钢梁及钢桁架
11、均须涂刷钢结构防火涂料,使其耐火极限分别达到2h、1.5h及2h。虽然成品库房的占地面积为1554m2,小于规范规定的6000m2,但成品库房内有大量轮胎堆积,一旦发生火灾则危害严重,因此在该库房内设置自动报警系统和自动灭火系统,以能及时控制和扑灭初期火灾,提高厂房的安全性。同时,库房设有两个以上宽度大于1m的疏散门,以保证人员的安全疏散。扩建后厂房四周设置环形消防车通道,两个长边的消防车道还设置了可供消防车作业且宽度不小于6m的平坦空地。图2防火墙剖面及顶部节点详图4几点体会4.1楼梯间“规范”中规定:“甲、乙、丙类厂房和高层厂房的疏散楼梯应采用封闭楼梯间”。这是因为高层厂房的火灾危险性较大
12、,厂房发生火灾时,楼上的人员唯有依靠楼梯间作为主要的人员疏散通道。如果建筑是采用敞开式楼梯间,那么一旦发生火灾,烟雾在垂直方向的流动速度可达34m/s,它能通过敞开的楼梯间迅速向上扩散并充满整幢建筑物,给人员的安全疏散造成威胁。同时,随着烟的流动,也会大大加快火势蔓延。因此,高层厂房必须设置封闭楼梯间。4.2防火卷帘防火卷帘用于建筑防火分区或防火分隔,与一般卷帘在性能要求上的根本区别是:它必须具备必要的阻燃性和耐火极限,以及防烟性等。当采用防火卷帘代替防火墙作防火分隔时,在其两侧应设自动喷水灭火(水幕)系统保护,其喷头间距不应大于2m;当采用耐火极限不小于3h的复合防火卷帘,且两侧在50cm范
13、围内无可燃构件和可燃物时,可不设自动喷头保护。用防火卷帘作防火分隔的构造布置见图3。图3用防火卷帘作防火分隔剖面示意图4.3防火水幕带防火水幕带可以起防火墙的作用,在某些需要设置防火墙或其他防火分隔物而无法设置的情况下,可采用防火水幕带进行分隔。防火水幕带宜采用喷雾型喷头,也可采用雨淋式水幕喷头。水幕喷头的排列不应少于3排,防火水幕带形成的水幕宽度不宜小于5m,而且在设有防火水幕带部位的上部和下部不应有结构或设备,见图4。图4防火水幕带分隔剖面示意图4.4工业建筑设计无论科学技术如何发展、生产方式如何变化,工业建筑设计都必须满足工艺生产的要求,同时,又必须保证其安全性,这是做工业建筑设计的基本
14、原则。为此,在设计过程中,就需要生产工艺、设备选型、布置以及建筑、结构、总图、给排水、电气、采暖通风等各个专业的共同努力、密切合作、透彻理解,以及与业主进行及时的沟通与协调,使工程设计顺利完成,并取得良好的社会经济效益。参考文献： 1 李佳珊. 现代建筑防火设计发展动态的思考 J. 科协论坛(下半月). 2012 (09) 2 安庆新,胡波. 老年建筑防火设计 J. 武警学院学报. 2001 (04) 3 李峰. 建筑防火设计中容易忽视的几个问题 J. 消防科学与技术. 2002 (03) 4 赵术学,韩文利. 建筑防火设计应注意的几个问题 J. 河北建筑工程学院学报. 2002 (04) 5 杨霞. 建筑防火设计中应重视的几个问题 J. 中国民航飞行学院学报. 2004 (01) 6 王铭珍. 时间就是生命与建筑防火设计相关的时间 J. 建筑知识. 2004 (03)
