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1、輪胎廠房擴建工程建筑防火設計 摘要 以大連固特異輪胎有限公司擴建工程為例,探討大型輪胎生產(chǎn)工業(yè)廠房擴建工程中建筑防火設計有關問題。 關鍵詞 輪胎 廠房 建筑構(gòu)造 防火設計 1概述 大連固特異輪胎有限公司日產(chǎn)15000條輪胎擴建工程是將原裝置的生產(chǎn)能力在日產(chǎn)6000條輪胎的基礎上擴大到日產(chǎn)15000條輪胎,由此需對其生產(chǎn)廠房進行擴建改造。原廠房由煉膠工段、壓延工段、成型工段、硫化工段、成品檢驗及存放工段等五部分組成。廠房呈東西連體排列,最大寬度為64.25m,長度約為400m,總建筑面積為3.2×104m2。此次擴建工程是在原有廠房基礎上向西、向北、向東進行加寬、加長。擴建部分廠房為密煉

2、工段、膠部件工段、輪胎成型工段及成品庫房等七個部分。擴建后最寬處達到93m,總長度為445.8m,擴建部分的建筑面積為2.37×104m2,擴建后總建筑面積為5.57×104m2。 2生產(chǎn)原料分析 在本裝置生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)原料主要有: 2.1橡膠 天然橡膠及其制品是可燃固體。廠房內(nèi)存有大量的橡膠及其制品(輪胎成品及半成品),一旦著火就會很快燃燒并產(chǎn)生大量的有毒有害物質(zhì),即便是移走火源后仍能繼續(xù)燃燒,且持續(xù)時間較長,撲救困難。因此,其生產(chǎn)過程和儲存的物品有火災危險性。 2.2其它 生產(chǎn)橡膠輪胎過程中有作為填料的炭黑,作為硫化劑的硫磺,以及作為添加劑的鈷鹽、松香油、環(huán)己烷等物品。雖然都

3、是可燃物品,但其用量較少,不會造成太大的危害。 3 建筑防火設計 根據(jù)橡膠輪胎生產(chǎn)特殊的工藝流程和存放要求,首先生產(chǎn)廠房必須連為一體;其次是原生產(chǎn)廠房和新建生產(chǎn)廠房的防火設計必須滿足《建筑設計防火規(guī)范》GB50016-2006(以下簡稱“規(guī)范”)的要求。 3.1火災危險性分類 根據(jù)“規(guī)范”中相關規(guī)定,生產(chǎn)廠房火災危險性分類,可分為甲、乙、丙、丁、戊五類,其中,丙類的火災危險性特征為使用、生產(chǎn)或儲存可燃固體,并在規(guī)范附錄的舉例中就有橡膠制品的壓延、成型及硫化廠房;根據(jù)橡膠輪胎生產(chǎn)的工藝性質(zhì),在密煉廠房內(nèi)據(jù)橡膠輪胎生產(chǎn)的工藝性質(zhì),在密煉廠房內(nèi)進行的密煉機混料只是物理過程。雖然作為硫化劑使用

4、的硫磺是乙類可燃固體,但其用量較少(僅占橡膠用量的2%左右、存量為24h的用量),不足以構(gòu)成火災危險,因此將橡膠輪胎生產(chǎn)廠房生產(chǎn)的火災危險性分類為丙類。 3.2廠房耐火等級的確定 由于擴建后新舊廠房的總建筑面積較大而且是連為一體的,在廠房內(nèi)的橡膠類物品又比較多,為了便于防火分區(qū)的劃分,根據(jù)“規(guī)范”的要求,將原有生產(chǎn)廠房和新建生產(chǎn)廠房的耐火等級都確定為一級。 3.3防火分區(qū)的劃分 根據(jù)“規(guī)范”的規(guī)定:生產(chǎn)的火災危險性分類為丙類、耐火等級為一級的生產(chǎn)廠房的防火分區(qū)最大允許占地面積為:單層廠房不限,多層廠房為6000m,高層廠房為3000m。甲、乙、丙類廠房裝有自動滅火設備時,其防火分區(qū)最大

5、允許占地面積可按有關規(guī)定增加1倍。擴建工程的防火分區(qū)劃分見圖1。 (1)擴建的密煉廠房的建筑高度為31m,層數(shù)為三層(局部為四層),占地面積為2892.35m2,建筑面積為7368.30m2,屬高層工業(yè)建筑,它在原煉膠廠房西側(cè)貼鄰而建。原煉膠工段廠房建筑高度為23.8m,層數(shù)為四層(局部為六層),占地面積為2672m2,建筑面積為12073m2,屬多層廠房。兩者均設置自動報警系統(tǒng)和自動滅火系統(tǒng)。按照“規(guī)范”的規(guī)定,確定密煉工段廠房為兩個防火分區(qū),煉膠工段廠房為一個防火分區(qū)。 (2)根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求,新建的膠部件廠房和原壓延工段廠房、新建的輪胎成型廠房和原成型工段廠房、新建的硫化成品庫

6、房和原硫化工段廠房均需將新舊廠房之間的墻體拆除后合二為一。這些廠房均為單層,合并后的建筑面積分別為10227.42m2、11596.68m2、5545.3m2, 按照“規(guī)范”的規(guī)定可各確定為一個防火分區(qū)。(3)成品檢驗廠房是在原有成品檢驗及存放工段廠房基礎上改建而成的單層廠房,占地面積為4817.712,可確定為一個防火分區(qū);成品庫房也為單層廠房,占地面積為1554m2,并設置自動報警系統(tǒng)和自動滅火系統(tǒng),可確定為一個防火分區(qū)。 3.4防火措施 為滿足耐火等級為一級的要求,各工段廠房的建筑放火設計采取了如下措施。 (1)密煉廠房與原有多層煉膠工段廠房貼鄰建造,兩廠房各為一個防火分區(qū),中間

7、設防火墻分隔開。具體措施為:將原有煉膠工段廠房的西側(cè)墻體上的窗戶全部拆除,窗洞口用實心磚封堵,作為密煉工段與煉膠工段廠房兩個防火分區(qū)分隔的防火墻。在經(jīng)過防火墻的人行通道設甲級防火門;在車輛行駛的通道設防火卷簾加水幕、在設備通過的部位設防火水幕帶,且一并與自動報警系統(tǒng)連鎖。 原煉膠工段廠房為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),其鋼筋混凝土框架柱的耐火極限為3h,鋼筋混凝土梁的耐火極限為2h,鋼筋混凝土樓板耐火極限為1.5h,樓梯間的墻的耐火極限為3h,內(nèi)外墻的耐火極限為1h,均滿足耐火等級要求。 新建的密煉廠房采用鋼框架結(jié)構(gòu),其鋼柱、鋼梁及屋頂承重的鋼構(gòu)件均涂刷鋼結(jié)構(gòu)防火涂料,使耐火極限分別達到3h、2h及

8、1.5h。鋼筋混凝土樓板的耐火極限達到1.5h。廠房中局部地方有設備垂直穿過二層樓面,一、二層局部連通,故一、二層的建筑面積合計為5784.7m2,大于3000m2,超過了一個防火分區(qū)面積的限定,因此在整座廠房內(nèi)設置自動報警系統(tǒng)和自動滅火系統(tǒng)后,使防火分區(qū)的占地面積可增大1倍,達到6000m2,從而使實際面積滿足規(guī)范要求。 密煉廠房的一、二層設有三部樓梯。第一部樓梯設置在廠房中間部位,因無法設置通風窗,且廠房又為高層建筑,故該樓梯設計為防煙樓梯,采用鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu),墻的耐火極限達到3h,并設有防煙前室和送、排風系統(tǒng),疏散門為乙級防火門;第二部樓梯設置在密煉廠房北墻外側(cè),為室外疏散樓梯,

9、采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),耐火極限達到3h;第三部樓梯是利用原有煉膠工段廠房南端的封閉樓梯進行改造,將原有疏散門改為乙級防火門。三層以上平面只有第一、第二部樓梯。樓梯的凈寬度為1.1m。廠房的一層設有三樘寬度大于1m的出口(門),廠房內(nèi)的最遠點到出口和樓梯間的距離均小于40m,保證安全疏散,滿足“規(guī)范”要求。 (2)新建的膠部件廠房和原壓延工段廠房、 新建的輪胎成型廠房和原成型工段廠房、新建的硫化成品庫房和原硫化工段廠房等各為一個防火分區(qū)。 防火分區(qū)采用燒結(jié)頁巖實心磚砌筑的防火墻分隔,防火墻的人行通道設有甲級防火門,車輛行駛的通道設有防火卷簾加水幕,并與自動報警系統(tǒng)連鎖,每個防火分區(qū)均設有

10、兩個以上寬度大于1m的疏散門,廠房內(nèi)的最遠點到出口的距離均小于80m,滿足“規(guī)范”要求。 新建的膠部件廠房、輪胎成型廠房、硫化成品庫房均采用單層鋼框架、排架結(jié)構(gòu),其鋼柱、鋼梁及鋼桁架均須涂刷鋼結(jié)構(gòu)防火涂料,其耐火極限分別達到2.5h、2h及1.5h。原壓延工段廠房的一部分是單層鋼筋混凝土排架柱,頂部為鋼管網(wǎng)架結(jié)構(gòu),另一部分為單層鋼框架結(jié)構(gòu);原成型工段廠房和硫化工段廠房均為單層鋼筋混凝土排架柱,頂部為鋼管網(wǎng)架結(jié)構(gòu),為滿足耐火要求,其網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、鋼柱、鋼梁均須涂刷鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。 (3)成品檢驗及存放工段廠房為單層鋼筋混凝土排架柱,頂部為鋼管網(wǎng)架結(jié)構(gòu),為滿足耐火要求,其網(wǎng)架結(jié)構(gòu)均須涂刷鋼結(jié)構(gòu)防火

11、涂料,并在該工段內(nèi)局部改建為成品庫房后,需在廠房內(nèi)增設防火墻,具體做法見圖2。 (4)成品庫房采用單層鋼框架、排架結(jié)構(gòu),為滿足耐火要求,其鋼柱、鋼梁及鋼桁架均須涂刷鋼結(jié)構(gòu)防火涂料,使其耐火極限分別達到2h、1.5h及2h。雖然成品庫房的占地面積為1554m2,小于規(guī)范規(guī)定的6000m2,但成品庫房內(nèi)有大量輪胎堆積,一旦發(fā)生火災則危害嚴重,因此在該庫房內(nèi)設置自動報警系統(tǒng)和自動滅火系統(tǒng),以能及時控制和撲滅初期火災,提高廠房的安全性。同時,庫房設有兩個以上寬度大于1m的疏散門,以保證人員的安全疏散。 擴建后廠房四周設置環(huán)形消防車通道,兩個長邊的消防車道還設置了可供消防車作業(yè)且寬度不小于6m的平坦

12、空地。 圖2防火墻剖面及頂部節(jié)點詳圖 4 幾點體會 4.1樓梯間 “規(guī)范”中規(guī)定:“甲、乙、丙類廠房和高層廠房的疏散樓梯應采用封閉樓梯間”。這是因為高層廠房的火災危險性較大,廠房發(fā)生火災時,樓上的人員唯有依靠樓梯間作為主要的人員疏散通道。如果建筑是采用敞開式樓梯間,那么一旦發(fā)生火災,煙霧在垂直方向的流動速度可達3～4m/s,它能通過敞開的樓梯間迅速向上擴散并充滿整幢建筑物,給人員的安全疏散造成威脅。同時,隨著煙的流動,也會大大加快火勢蔓延。因此,高層廠房必須設置封閉樓梯間。 4.2防火卷簾 防火卷簾用于建筑防火分區(qū)或防火分隔,與一般卷簾在性能要求上的根本區(qū)別是:它必須具備必要的

13、阻燃性和耐火極限,以及防煙性等。當采用防火卷簾代替防火墻作防火分隔時,在其兩側(cè)應設自動噴水滅火(水幕)系統(tǒng)保護,其噴頭間距不應大于2m;當采用耐火極限不小于3h的復合防火卷簾,且兩側(cè)在50cm范圍內(nèi)無可燃構(gòu)件和可燃物時,可不設自動噴頭保護。用防火卷簾作防火分隔的構(gòu)造布置見圖3。 圖3用防火卷簾作防火分隔剖面示意圖 4.3防火水幕帶 防火水幕帶可以起防火墻的作用,在某些需要設置防火墻或其他防火分隔物而無法設置的情況下,可采用防火水幕帶進行分隔。防火水幕帶宜采用噴霧型噴頭,也可采用雨淋式水幕噴頭。水幕噴頭的排列不應少于3排,防火水幕帶形成的水幕寬度不宜小于5m,而且在設有防火水幕帶部

14、位的上部和下部不應有結(jié)構(gòu)或設備,見圖4。 圖4防火水幕帶分隔剖面示意圖 4.4工業(yè)建筑設計 無論科學技術如何發(fā)展、生產(chǎn)方式如何變化,工業(yè)建筑設計都必須滿足工藝生產(chǎn)的要求,同時,又必須保證其安全性,這是做工業(yè)建筑設計的基本原則。為此,在設計過程中,就需要生產(chǎn)工藝、設備選型、布置以及建筑、結(jié)構(gòu)、總圖、給排水、電氣、采暖通風等各個專業(yè)的共同努力、密切合作、透徹理解,以及與業(yè)主進行及時的溝通與協(xié)調(diào),使工程設計順利完成,并取得良好的社會經(jīng)濟效益。 參考文獻： · [1] 李佳珊. ??現(xiàn)代建筑防火設計發(fā)展動態(tài)的思考 [J]. 科協(xié)論壇(下半月). 2012 (09) · [2] 安慶新,胡波. ??老年建筑防火設計 [J]. 武警學院學報. 2001 (04) · [3] 李峰. ??建筑防火設計中容易忽視的幾個問題 [J]. 消防科學與技術. 2002 (03) · [4] 趙術學,韓文利. ??建筑防火設計應注意的幾個問題 [J]. 河北建筑工程學院學報. 2002 (04) · [5] 楊霞. ??建筑防火設計中應重視的幾個問題 [J]. 中國民航飛行學院學報. 2004 (01) · [6] 王銘珍. ??時間就是生命——與建筑防火設計相關的時間 [J]. 建筑知識. 2004 (03)