洁净厂房建筑防火设计探讨

洁净厂房建筑防火设计探讨摘要：洁净厂房作为特殊的生产建筑，其火灾危险性与一般工业建筑大有不同，体现在其密闭要求高、风管布置错综复杂、内部走道曲折、人员疏散困难、外部灭火救援艰难，初期火灾不易被发觉等，本文对洁净厂房的总平面布局、建筑防火、建筑内部装修防火、防排烟设施、消防给水及灭火设施、消防电源、消防照明及火灾自动报警系统等防火设计进行进一步的阐述。关键词：洁净厂房；防火设计；探讨1.引言洁净厂房是指厂房内的温度、洁净度、室内压力、气流速度与气流分布、噪音振动、照明、静电控制在某一需要的范围内，并排除其空气中的有害空气、微粒子、细菌等污染物，不论外在空气条件如何变化，其厂房内均能维持原先所设定要求的洁净度、温湿度及压力等的厂房。洁净厂房的主要作用就是在一个特殊净化要求的生产环境中制造出优良的产品，其重要性也越来越多地被人们所认识和接受。随着我国国民经济的发展、社会的进步和人民生活水平的提高，洁净厂房已广泛应用于医药、电子、生物、食品、航空、航天、精密仪器制造等各行各业中。洁净厂房生产工艺对密闭性能有着特殊要求，厂房内空间密闭、平面布置曲折、风管交错连通、复合装修材料复杂，有的生产过程中使用易燃易爆物质，一旦发生火灾，热量难于散发，人员不便于疏散，风管大量布置造成火势迅速蔓延，有的厂房内部还设有大量的昂贵仪器和设备，极易造成重大的人员伤亡和财产损失。从国内外相关资料来看，洁净厂房的火灾案例也不少。深圳龙岗2·11特大火灾事故就是一个典型的例子，2007年2月11日下午2时15分，深圳市龙岗区坪地街道六联社区的洋华高新科技厂发生特大火灾事故，事故造成10人死亡、9人受伤的严重后果，直接财产损失达968.15万元，事故原因是洋华高新科技厂在生产过程中，违章使用易燃易爆危险化学品，制造车间内8号印刷机西侧不锈钢台车周围的生产设备和电气线路产生火花，引起摆放在该台车的乙醇和洗网水挥发的可燃气体燃烧，而导致了一起特大火灾事故。因此，做好洁净厂房的防火设计对于预防火灾、减少财产损失和人员伤亡具有非常重要的意义。目前洁净厂房适用的规范主要有《洁净厂房设计规范》GB50073-2001（以下简称《洁规》）和《建筑设计防火规范》GB50016-2006（以下简称《建规》），专业类的规范有《医药工业洁净厂房设计规范》GB50457-2008（以下简称《药洁规》）、《电子工业洁净厂房设计规范》GB50472-2008（以下简称《电洁规》），笔者将就洁净厂房的特点和固有的火灾危险性讨论其防火设计要求，并就相关问题进行进一步的探讨。2.洁净厂房区别于一般厂房的特点洁净厂房由于其工艺的特殊要求，其与一般厂房之间也存在着明显的区别，具体表现为：2.1、由于产品在每个生产工序中的洁净度不一定相同甚至可能相差很大，这就需要在洁净厂房内设置大小不一的洁净室，以保证各工序的洁净度，厂房一般都分隔为若干小间作为洁净室；2.2、为减少外界环境对其影响，其常处于密闭状态，门窗相对很少；2.3、厂房生产要求较高，基本都属于精细类加工，内部有的设备昂贵，怕高温、忌水；2.4、生产的机械化、自动化程度较高，同时为减少人员对内部洁净的影响，厂内工作人员较少，从而也不利于发现火情和处理初期火灾；2.5、内部结构复杂，通道曲折；2.6、若干洁净室都通过风管彼此串通。3.火灾危险性3.1烟气热量容易积聚。洁净厂房一般呈密闭状态，门窗少，发生火灾时，烟气热量不易向外散出，火源的热幅射经四壁反射室内迅速升温，同时造成烟气滞留，热量剧增，大大缩短室内各部位材料选到燃点的时间。3.2烟雾毒性大。室内装修中使用了一些高分子合成材料，这些材料在发生燃烧时会产生大量浓烟，散发毒气，给人员逃生和消防人员救火带来很大的威胁。3.3火灾蔓延途径多、蔓延速度快。厂房内通风管道、电气线路套管、技术夹层等彼此串通，发生火灾，特别是火势初起未被发现而继续送风，风管成为烟火迅速外串、殃及其它房间的重要通道，极易造成烟热气流向其它房间和区域，造成火灾迅速蔓延。3.4初期火灾不易被发现。由于生产自动化程度高，也为了减少尘源，操作人员相对较少，初期火灾难于及时发现，待烟火侵袭时已难脱身。3.5人员逃生困难。洁净厂房由于工艺上的要求，内部分隔复杂，通道曲折窄小，安全出口少，纵深距离长，火灾发生后易迷失方向。3.6不利于外部火灾扑救和救援。厂房相对密闭，火情同时也不易被外部人员发现，消防人员也难以接近，对火灾的扑救和人员的救援带来一定难度.3.7火灾损失大。洁净厂房内往往有不少极为精密、贵重的设备，建设投入大，一旦发生火灾，经济损失巨大。3.8部分使用易燃易爆危险物品。现在有些洁净厂房在生产过程中使用了甲醇、丙酮、甲苯等易燃易爆化学危险物品，对洁净厂房构成了潜在的火灾威胁。4.总平面布局4.1消防车道洁净厂房周围宜设置环形消防车道（可利用交通道路），如有困难，可沿厂房的两个长边设置消防车道。当建筑物沿街道部分的长度大于150m或总长度大于220m时，应设置穿过建筑物的消防车道。当确有困难时，应设置环形消防车道。消防车道的净宽度和净空高度均不应小于4.0m。4.2防火间距4.2.1一般规定。洁净厂房之间、洁净厂房与其他厂房之间及其与乙、丙、丁、戊类仓库、民用建筑等之间的防火间距应符合《建规》第3.4.1条的规定，以一二级耐火等级洁净厂房为例，甲类厂房与单层多层厂房之间的防火间距不应小于12m；高层厂房与厂房、民用建筑之间的防火间距不应小于13m；戊类厂房与戊类厂房、库房之间不应小于8m；甲乙类厂房与民用建筑不应小于25m；其他厂房、厂房与民用建筑之间的防火间距不应小于10m。4.2.2防火间距的缩减放宽条件4.2.2.1两座厂房相邻较高一面的外墙为防火墙时，其防火间距不限，但甲类厂房之间不应小于4m。4.2.2.2两座一、二级耐火等级的厂房，当相邻较低一面外墙为防火墙且较低一座厂房的屋顶耐火极限不低于1.00h，或相邻较高一面外墙的门窗等开口部位设置甲级防火门窗或防火分隔水幕或按规定设置防火卷帘时，甲、乙类厂房之间的防火间距不应小于6m；丙、丁、戊类厂房之间的防火间距不应小于4m。4.2.2.3两座丙、丁、戊类厂房相邻两面的外墙均为不燃烧体，当无外露的燃烧体屋檐，每面外墙上的门窗洞口面积之和各小于等于该外墙面积的5%，且门窗洞口不正对开设时，其防火间距可按本表的规定减少25%。5.建筑防火5.1耐火等级洁净厂房的耐火等级不应低于二级。即所有建筑构件均应采用不燃烧体材料，耐火极限时间分别不应低于以下时间：防火墙3h（甲乙类洁净厂房4h），承重墙2.5h，楼梯间和电梯井的墙2h，疏散走道两侧的隔墙1h，非承重外墙0.25h，房间隔墙0.5h，柱2.5h（单层2h），梁1.5h（丁、戊类、设置自动灭火系统的单层丙类洁净厂房的梁、柱可采用无防火保护的金属结构，其中能受到甲、乙、丙类液体或可燃气体火焰影响的部位，应采取外包敷不燃材料或其它防火隔热保护措施。），楼板1h（预应力和预制钢筋混凝土楼板0.75h），屋顶承重构件1h（二级耐火等级厂房的屋顶承重构件可采用无保护层的金属构件，其中能受到甲、乙、丙类液体火焰影响的部位应采取防火隔热保护措施），疏散楼梯1h，吊顶（包括吊顶搁栅）0.25h。5.2火灾危险性洁净厂房的火灾危险性应按照《建规》第3.1.1条确定，分为甲、乙、丙、丁、戊五类，当同一座厂房或厂房的任一防火分区内有不同火灾危险性生产时，该厂房或防火分区内的生产火灾危险性分类应按火灾危险性较大的部分确定。当符合下述条件之一时，可按火灾危险性较小的部分确定：1火灾危险性较大的生产部分占本层或本防火分区面积的比例小于5%或丁、戊类厂房内的油漆工段小于10%，且发生火灾事故时不足以蔓延到其它部位或火灾危险性较大的生产部分采取了有效的防火措施；2丁、戊类厂房内的油漆工段，当采用封闭喷漆工艺，封闭喷漆空间内保持负压、油漆工段设置可燃气体自动报警系统或自动抑爆系统，且油漆工段占其所在防火分区面积的比例小于等于20%。5.3平面布置5.3.1防火分区表一：洁净厂房的耐火等级、层数和防火分区的最大允许建筑面积洁净厂房的耐火等级、层数和防火分区的最大允许建筑面积类别耐火等级最多允许层数每个防火分区的最大允许建筑面积（m2）单层厂房多层厂房高层厂房地下、半地下甲、乙一、二级宜采用单层30002000－－丙一级二级不限不限不限80006000400030002000500500丁一、二级不限不限不限40001000戊一、二级不限不限不限600010005.3.2平面分隔洁净厂房内应少设隔间，但在下列情况下应予分隔:按生产的火灾危险性分类，甲、乙类与非甲、乙类相邻的生产区段之间，或有防火分隔要求者，隔墙上的门应采用甲级防火门。洁净区域与非洁净区域、不同空气洁净度等级的洁净室（区）之间、相同空气洁净度等级的洁净区域中容易造成污染和交叉污染的生产工序或生产设备之间。隔墙及其相应顶棚的耐火极限不应低于1h，隔墙上的门窗耐火极限不应低于0.6h。5.3.3安全疏散5.3.3.1安全出口数量。洁净厂房每一生产层、每一防火分区或每一洁净区的安全出口数目不应少于2个，但符合下列要求的可设1个:对甲、乙类生产厂房每层的洁净区总建筑面积不超过50m2，且同一时间内的生产人数不超过5人；丙类厂房，每层建筑面积小于等于250m2，且同一时间的生产人数不超过20人；丁、戊类厂房，每层建筑面积小于等于400m2，且同一时间的生产人数不超过30人。5.3.3.2疏散楼梯设置形式高层厂房和甲、乙、丙类多层厂房应设置封闭楼梯间或室外楼梯。建筑高度大于32m且任一层人数超过10人的高层厂房，应设置防烟楼梯间或室外楼梯。5.3.3.3疏散距离安全出口应当分散布置，从生产地点至安全出口不应经过曲折的人员净化路线，并应设有明显的疏散标志，洁净区与非洁净区、洁净区与室外相通的安全疏散门应向疏散方向开启，并加闭门器，安全疏散门不应采用吊门、转门、侧拉门、卷帘门以及电控自动门。表2：安全疏散距离规格表洁净厂房内任一点到最近安全出口的距离（m）生产类别耐火等级单层厂房多层厂房高层厂房地下、半地下甲一、二级3025－－乙一、二级755030－丙一、二级80604030丁一、二级不限不限5045戊一、二级不限不限75605.3.3.3外部灭火救援洁净厂房与洁净区同层外墙应设可供消防人员通往厂房洁净区的门窗，其洞口间距大于80m时，应在该段外墙的适当部位设置专用消防口。专用消防口的宽度应不小于750mm，高度应不小于1800mm，并应有明显标志。楼层的专用消防口应设置阳台，并从二层开始向上层架设钢梯。洁净厂房外墙上的吊门、电控自动门以及宽度小于750mm、高度小于1800mm或装有栅栏的窗，均不应作为火灾发生时提供消防人员进入厂房的入口。6.室内装修防火表三：厂房内部各部位装修材料的燃烧性能等级规定工业厂房分类建筑规模装修材料燃烧性能等级顶棚墙面地面隔断甲、乙类厂房AAAA丙类厂房地下厂房AAAB1高层厂房AB1B1B2高度＞24m的单层厂房高度≤24m的单层、多层厂房B1B1B2B2丁、戊类厂房地下厂房AAB1B1高层厂房B1B1B2B2高度＞24m的单层厂房高度≤24m的单层、多层厂房B1B2B2B2当厂房中房间的地面为架空地板时，其地面装修材料的燃烧性能等级不应低于B1级；装有贵重机器、仪器的厂房或房间,其顶棚和墙面应采用A级装修材料；地面和其他部位应采用不低于B1级的装修材料；厂房附设的办公室、休息室等的内部装修材料的燃烧性能等级，应同时符合上表的规定。7.防排烟洁净厂房疏散走廊，应设置机械防排烟设施。丙类洁净厂房中建筑面积大于300m2的地上房间，任一层建筑面积大于5000m2的丁类洁净厂房，总建筑面积大于200m2或一个房间建筑面积大于50m2且经常有人停留或可燃物较多的地下、半地下建筑或地下室、半地下室应设置排烟设施。8.消防给水和灭火设备洁净室的生产层及上下技术夹层（不含不通行的技术夹层），应设置室内消火栓。消火栓的用水量不小于10L/s，同时使用水枪数不少于2支，水枪充实