浅谈水泥工厂建(构)筑物防火设计

中图分类号：ＴＱｌ７２．８文献标志码：Ｂ文章编号：１００７－０３８９（２０１７）０６－８２－０４【ＤＯｌｌｌ０．１３６９７／ｊ．ｃｎｋＬ３２—１４４９１ｔｕ．２０１７．０６．０３２浅谈水泥工厂建（构）筑物防火设计

施增新（中国中材国际工程有限公司（南京），江苏南京２１１１００）摘要：随着我国经济建设快速发展，国家对建筑物的防火要求越来越高。结合建筑设计防火规范和水泥工厂设计规范，针对其中条文相互补充互为关联的部分，结合设计实际，分析讨论水泥厂建（构）筑物生产的防火设计的防火分区、耐火等级及防火间距问题。关键词：水泥工厂；防火设计；防火分区；耐火等级；防火间距Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎｏｎｆｉｒｅｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎｏｆｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ（ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）ｂｕｉｌｄｉｎｇｉｎｃｅｍｅｎｔｐｌａｎｔ

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０前言随着我国经济建设快速发展以及近年来我国重特大火灾暴露出的突出问题，国家对建筑物的防火要求越来越高。经住房城乡建设部２０１４年８月２７日以第５１７号公告批准发布了新版的《建筑设计防火规范》ＢＧ５００１６－－２０１４。在水泥行业，住房城乡建设部２０１６年８月１８日以第１２６９号公告批准发布了国家标准《水泥工厂设计规范》ＢＧ５０２９５—２０１６。这两本国家标准的发布，对规范水泥厂建（构）筑物防火设计起到了重要的指导作用。特别是《水泥工厂设计规范》９．１．７条对水泥厂主要生产车间及建（构）筑物的生产火灾危险性类别和建筑耐火等级有了明确的界定，使得水泥厂建筑设计在如何执行《建筑设计防火规范》有关条款的问题上也有了依据。本文就水泥厂建（构）筑物生产的防火设计的有关问题作一讨论。１防火分区表１是根据上述的两本规范中有关条款归纳整理而成的。从表１中可以看出，煤粉制备车间的生产火灾危险性类别是乙级，在整个水泥厂主要生产车间中是火灾危险性最高的。该车间的结构形式为钢筋混凝土框架结构，厂房高度一般大于２４Ｉｌｌ。按《建筑设计防火规范》中的划分，煤粉制备车间属于高层厂房。在《水泥工厂设计规范》中要求的最低耐火等级为二级，因为车间是钢筋混凝土框架结构，所一８２一以实际的耐火等级可以达到一级。根据《建筑设计防火规范》３．３．１条，该车间每个防火分区最大允许建筑面积２０００ｍ２。由于煤粉制备车间楼层之间没办法做到完全封闭，所以整个车间是上下各层叠加计算防火分区面积的。如果是单台磨机，其建筑面积可以满足工艺专业设备布置要求，但如果是双台磨机并排布置，该车间的建筑面积必定超过２０００ｍ２。所以在煤粉制备车间工艺方案设计阶段就要考虑防火问题，如果工艺布置不能让该车间的高度小于２４ｍ并且建筑面积小于２０００ｍ２，那么该车间就需要考虑设置自动灭火系统。而根据《建筑设计防火规范》３．３．３条，厂房内设置自动灭火系统时，每个防火分区最大允许建筑面积可以增加１．０倍。《水泥工厂设计规范》６．７．４第１０条规定“煤磨、煤粉仓、煤磨收尘器应设置气体灭火系统”。这里设备自带的气体灭火系统是属于建筑内局部设置还是算整个建筑内设置，还需要与消防部门明确，这涉及到煤粉制备车间防火分区最大允许建筑面积增加多少的问题。另外，在该车间的建筑设计中，必须按《建筑设计防火规范》３．７．６条的规定设置封闭楼梯间或室外楼梯。如果工艺专业需要在煤粉制备车间设置室内楼梯，在预留楼梯位置处要让出封闭楼梯间需要占用的面积。这里的楼梯可以采用砼楼梯，也可以是钢楼梯。室外楼梯可不设置封闭楼梯间，但该室外楼梯应符合《建筑设计防火规范》６．４．５条的规定。再看表１中原煤预均化堆场，火灾危险性类别是丙级，耐火等级二级，每个防火分区最大允许建筑水淀工程些些表１水泥工厂建（构）筑物防火数据表面积１２０００ｍ２。所以该车间在工艺布置时，如果是长堆，建筑面积不要超过１２０００ｍ２。如果是圆堆，每个圆堆的建筑面积也不要超过１２０００ｍ２。根据表１的统计结果，除了上述两个车间外，其它车间的建筑面积都应该不会超过每个防火分区最大允许建筑面积。２耐火等级水泥厂主要生产车间有一部分采用钢结构，钢结构在高温条件下存在强度降低和蠕变现象。对建筑用钢而言，在２６０℃以下强度不变，２６０—２８０℃开始下降；达到４００℃时，屈服现象消失，强度明显降低；达到４５０～５００℃时，钢材内部再结晶使强度快速下降；随着温度的进一步升高，钢结构的承载力将会丧失。蠕变在较低温度时也会发生，但温度越高蠕变越明显。表１的数据可以看出，水泥厂主要车间的柱、梁、楼板、屋顶承重构件耐火极限分别是２．５０ｈ，１．５０ｈ，１．００ｈ，１．００ｈ。实验室数据表明常用钢结构构件的耐火性能极限只有１５。３０ｍｉｎ，就钢材本身的耐火性来看，远远达不到《建筑设计防火规范》的要求。在《建筑设计防火规范》的讨论稿中，３．２．１１条中有包含了这样一段话“除一级耐火等级的建筑外，下列建筑构件可以采用无防火保护金属结构，．．……（１）设置自动灭火系统的单层丙类厂房的梁、柱和屋顶承重构件；（２）设置自动灭火系统的多层丙类厂房的屋顶承重构件；（３）单、多层丁、戊类厂房（仓库）的梁、柱和屋顶承重构件”。在《建筑设计防火规范》正式发布的文本中，３．２．１１条删除了讨论稿中的１，２，３条，只保留了一句话“采用自动喷水灭火系统全保护的一级耐火等级单、多层厂房（仓库）的屋顶承重构件，其耐火极限不应低于１．００ｈ”。在规范的条文中也作了说明，“…火灾事故教训表明，钢结构若不采取有效的防火保护措施，耐火性能较差，因此，在规范修订时取消了钢结构等金属结构构件可以不采取防火保护措施的有关规定。”从规范编

永淀工疆型笪堑塑一８３—制的变化过程中可以看出，有耐火等级要求的钢结构建筑，钢结构或其他金属结构必须采取防火保护措施。保护措施一般包括无机耐火材料包覆和防火涂料喷涂等方式。目前水泥厂的实际情况是所有钢结构厂房都没有采取防火保护措施，在新版的《建筑设计防火规范》ＢＧ５００１６－－２０１４发布前，这样的处理可能还有规范条文的支持。但现在《水泥工厂设计规范》已经正式出版，其中９．１．７条明确了主要生产车间及建（构）筑物的生产火灾危险性类别和最低耐火等级，并且明确说明防火设计要符合现行国家标准《建筑设计防火规范》ＢＧ５００１６－－２０１４的有关规定。在这种情况下，水泥厂下列钢结构厂房：烧成窑尾（丁类、二级）、堆场（丙类、二级）的钢网架、钢结构形式的材料库（丙类、二级）、钢筋砼圆库（戊类、二级）钢网架屋顶、物料输送天桥（乙、丙、戊类、三级）等就需要取防火保护措施。但现实的问题是，防火油漆（涂料）与普通防腐油漆价格相差较大，以前的水泥厂钢结构厂房都没有采取防火保护措施，现在要增加这个措施，整个水泥厂的建设成本会大幅提升，权威部门在这个问题上还未有明确的意见情况下，作为投资方很难接受。笔者的建议是，水泥厂的业主在设计的前期，就此问题事先征求当地消防部门的意见，在此基础上开展设计工作。

３防火间距建筑物之间的防火间距指的是建筑物外墙的最近水平距离。厂房防火间距直接与厂房的火灾危险性分类有关。在《水泥工厂设计规范》发布前，有关水泥厂厂房防火间距的具体数值大小，不同的设计人员有不同的理解。因为《建筑设计防火规范》适用于所有新建、扩建和改建的工业厂房（仓库）和民用建筑，它对厂房的火灾危险性分类只有原则上的描述。表２摘录于该规范的附录Ａ，从表格中可以看出，水泥厂厂房之间的防火间距都有了明确的数值。水泥厂的建设过程中受场地限制或因建设用地紧张，总图布置不能完全按规范要求的防火间距布置时，《建筑设计防火规范》３．４．８条也作了相应的补充说明：“…．可成组布置。当厂房建筑高度不大于７ｍ时，组内厂房之间的防火间距不应小于４ｍ；当厂房建筑高度大于７ｍ时，组内厂房之间的防火间距不应小于６ｍ。”

图１是水泥厂总图布置的局部截图，当地的消

表２水泥工厂建（构）筑物防火间距

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