高层厂房建筑的防火设计

---

(一)工业企业的总平面防火要求

1．厂址的选择

厂址的选择是一项包括政治、经济、技术的综合性工作。在选址工作中，必须注意贯彻国家建设的方针政策。在工业开发区或靠近城市时，应符合开发区规划或城市规划的要求，考虑周围环境的安全，而且还要根据生产发展的需要，考虑今后有扩建的可能。

根据防火要求，还应考虑以下几点：

(1)周围安全环境。在选择建厂地点时，不仅考虑本厂的生产安全，而且还要考虑到建厂基地周围企业和居民的安全。许多火灾实例已说明，如果工厂布局不合理，一旦发生火灾时，就会给国家和人民生命财产造成严重损失，甚至造成某些生产暂时停止，造成很大的间接经济损失。

(2)地势条件。选择易燃、可燃液体生产地点或贮存地点时，应选择地势较低地区，并用不燃烧材料(砖等)围墙与外界隔开。当液体流散时，对四周环境造成的火灾威胁。如某省的一个市制药厂，将三个溶剂油罐布置在厂区一角，距本厂变压器最近部位8～9m，与附近民房只有一墙之隔(溶剂罐离50～60cm)，尤其不合理的是，溶剂罐地坪比民用建筑区地坪高出1．5～2．0m，又没有设置防火围堤，当其中一个1000m³的贮罐发生爆炸起火时，由于爆炸时是从罐底板和罐体墙板撕裂开100cm长、宽10～20cm的大缝，整个罐内约700t溶剂油倾泻而出，液体流到那里就烧到那里，很快在5000m²场地上燃起熊熊大火。这次爆炸起火事故，共烧毁、炸塌数十幢民房以及厂内油罐区、变电所、油泵房、生产车间等，经济损失近两佰万元，炸死、烧死13人，炸伤1人，部分生产车间设备与建筑报废。

(3)注意主导风向。为了整个地区的防火安全，具有火灾及爆炸危险的生产，应布置在与其相邻企业和居住区的全年主导下风方向或侧风方向。如果危险物品仓库与厂房连在一起，则一旦危险品发生爆炸，就必然会影响厂房的正常生产。所以，在厂区内要建独立的危险物品仓库，并划出禁火区，用围墙与外界隔开，保证安全。

对于放散可燃气体、可燃蒸汽和可燃粉尘的建筑物，应布置在本厂区的全年主导风向的下风向。芦苇、稻草、麦秸等易燃物堆场，应布置在本厂区或附近厂区的全年主导风向的下风方向或侧风方向。

(4)要选在水源较充足或充足的地区。工厂建筑、设备、原料、半成品、成品，一旦发生火灾，需要大量水方能奏效，尽快扑灭，大大减少损失，因此，可燃物较多的工厂建筑，一定设在水源充足的地区；缺乏水源的最好不选择该地区建厂，否则，创造条件(引水、开挖水池、水井等)才能选择该地区建厂。尤其是可燃物工厂更要考虑这一条件。

(5)规模较大或较大的工厂，要根据实际需要，合理划分生产区、储存区(包括露天储存区)、生产辅助设施区和行政办公、生活福利区等。

同一生产企业内，一般有危险性大的和危险性较小的生产建筑。为了便于安全管理，宜相对集中布置，分别采取防火防爆措施，保证生产安全。

2．厂区总平面设计

(1)厂区总平面设计一般原则

工业企业总平面设计，是决定厂区内各项基本建设安全、经济合理的基础。在总平面设计中，贯彻“以防为主、以消为辅”的消防工作方针，是保证生产安全的有力措施。根据生产车间的火灾危险性，采取必要的防火分隔，考虑防火间距，并从建厂的第一步开始，就落实消防安全措施，是免除后患治本的办法。

(2)厂区建筑布局

在厂区内合理布置厂房，是保证工艺流程合理和安全生产的重要条件。每一个企业都有各种不同火灾危险类别的生产厂房和库房。安排它们的位置时，要考虑它们的火灾危险类别，把危险大的车间集中，并划出特定的安全区，以便在区域内禁用明火作业并采取其他专门的安全措施。建筑物间的火势蔓延，是与风向直接有关的，风能加速热的传播，抛出飞火。所以，布置生产车间，要注意全年主导风向的作用，把火灾危险性大的或明火作业，置于厂区的下风方向，但不要设置在散发可燃气体、易燃可燃蒸气的下风向。同时，还应注意到，它和相邻企业的关系。例如，乙炔发生站的下风侧，在一定距离内就不能布置氧气站；又如，在规划建设时，往往是将危险物品库置于本厂边缘的下风向僻静的空地上，这是合理的，但如果下风向是邻厂的要害部位，就应另选地点，或用实体高墙等其他措施解决防火隔离问题。

联合厂房平面布置

经济特区和沿海开放城市，大中城市，为了方便管理，又能节约基本建设投资，在设计中将若干个生产工艺布置在一座大厂房上下层内，而工艺上不允许设防火分隔(防火墙不允许，设防火卷帘水幕带可以)，则允许丙、丁、戊类生产联合厂房，但必须满足以下要求：

当厂房内设甲、乙类火灾危险性产生部位，应单独设置，如有困难，可设在大厂房内，但必须是一面或两面贴邻建造，并采用防火墙完全分隔，见图3－5－11。

(3)防火间距

为在建筑物间阻止火势蔓延，采取最简易的方法就是设置防火间距。在进行现划设计时就要把防火距离考虑好。不然，建筑物一经落成，给防火安全留下后患，再想重新安排，

也无法实现了。所以，设置防火间距是厂区总平面设计中的一个重要的组成部分。一定要在建筑设计时，根据生产和贮存物品的火灾危险类别，就建筑物与周围旧有建筑物的耐火等级，确定其必要的防火间距。根据厂区筑路，埋设管道所需要的最小距离，考虑到辐射热作用及消防力量能在二十分钟之内到达火场控制火势发展的条件。因此，确定高层厂房之间以及高层厂房与其他建筑之间防火间距，应满足表3－5－3的要求。

表3－5－3 高层厂房的防火间距

❷ 高层厂房一旦发生火灾，防烟楼梯间前室，不仅起防烟作用，而且还起到缓冲楼梯间的拥挤作用；它还是消防人员扑救火灾和抢救伤员的活动“阵地”。因此，前室要有较足够的面积，一般不要小于6m²。

❸ 为了阻止烟气进入楼梯间，保障人员的安全疏散和为消防人员扑救创造安全条件，应在楼梯间及其前室，设有防烟设施或在前室设置排烟设施。

❹ 通向前室和楼梯间的门均应采用耐火极限不小于0．9h的防火门，并应向疏散方向开启，以防止火势蔓延到楼梯间，确保安全。

6．消防电梯

工作电梯在发生火灾时常常因切断电源而停止使用，消防队员若靠攀登楼梯进行扑救，会因体力不足和运送消防器材困难而贻误灭火战机，影响救人和抢救伤员工作。因此，在进行高层厂房设计时，要为消防队员登高扑救创造有利条件，一般通过设置消防电梯来解决。要求高度超过32m的设有电梯的高层厂房，每个防火分区至少要设置一台消防电梯(可与客、货梯兼用)，并且要符合下列要求；

(1)消防电梯间要有前室，其面积不要小于6m²；与防烟楼梯间合用的前室，其面积不要小于10m²。这样要求面积，主要是考虑发生火灾时，便于消防人员放置消防器材，营救伤员，开展灭火活动等。

(2)消防电梯的前室要尽量靠外墙设置，在底层应设置直接通向室外的出口，或者经过长度不超过30m的通道通向室外。消防电梯的前室靠外墙设置，是为了利用窗户进行自然排烟，比较经济。消防电梯在底层愈靠近出口就愈便于消防人员进行迅速抢救。事实证明，直接通向室外出口的最好。考虑到某些工厂受平面布置的限制，出口不能直接靠外墙时，就需要设置专用通道能向室外。

(3)为确保消防电梯的安全可靠；其梯井、机房与相邻其他用途的电梯的梯井、机房之间要用防火墙分隔开，如需要设门洞连通时，要采用耐火极限不低于1．2h的防火门。

(4)从走道进入前室要设置防火门或防火卷帘，以确保排烟前室的安全。

(5)火灾时可能有大量的消防用水流入梯井，要及时排出，以免影响电梯的正常使用。为此，电梯井的底部要设有排水设施。排水泵的能力不应小于10L／s。

(六)消火栓灭火系统和自动灭火系统

1．除特型生产企业外，一般按一次火灾次数计算

火灾实例表明，除了一些火灾危险性大、占地面积大的特大型工厂以外，在同一时间内没有发生超过2次火灾；只有占地面积大或附设的人口较多的居住区的工厂，有时同时出现过两次火灾。因此，工厂在同一时间内的火灾次数不要小于表3－5－11的要求。根据实际情况和节约投资的原则，对于大型联合企业的分厂及采矿、选矿等企业，如设有单独的消防给水系统，其火灾次数可分别计算。

2．室外消防用水量、消火栓和消防水池

(1)室外消防用水量

根据对一些工厂火灾消防用水量的统计，在通常条件下，用水量与建筑物体积、火灾危险性类别、耐火等级等因素有关。因此，综合上述因素，在设计中不应小于表3－5－11的要求。

表3－5－11 厂房的室外消火栓用水量

❷ 五层及五层以上的厂房，当室内消防竖管在2条或2条以上时，至少每2条竖管要相连组成环形状管道，并且每根竖管直径要按最不利点消火栓出水量(表3－5－17)确定。当竖管最小流量小于或等于5L／s时，按最上一层出水量计算；当竖管最小流量小于10L／s时，按最上二层消火栓出水量计算；当竖管最小流量在15L／s时，按最上三层消火栓出水量计算。

❸ 高层厂房的室内消防竖管的直径，要按灭火时最不利点消火栓出水进行计算。高层厂房的消防竖管上的流量分配要符合表3－5－13的要求。

表3－5－13 高层厂房消防竖管流量分配

❹ 高层工业建筑物的室内消防管网要设消防水泵接合器，距接合器15～40m内应设室外消火栓或消防水池。

水泵接合器分地上、地下和墙壁式三种，这三种水泵接合器可根据具体情况，装于厂房内外的地上、地下或墙壁上，均是供消防车间室内消防给水管道供水灭火的辅助设备。它由闸门、安全阀、止回阀、弯管、接管、集水管和接口等部件组成。厂房需要设置接合器的数量，按室内消防用水量计算确定(每个接合器的流量按10～15L／s计算)。例如，某多层厂房，装有室内消火栓给水系统和闭式自动喷水灭火系统，若其室内消防用水量之和为65L／s，则所需水泵接合器个数为65÷13=5。

❺ 室内消防给水管道要用阀门分成若干独立段，当某段损坏时，停止使用的消火栓在一层中不要超过5个。高层工业建筑物室内消防给水管道上阀门的布置，要保证在检修管道时关闭的竖管不超过一条，其余的竖管仍能供应消防用水。为了既能节约投资，又能保证消防用水，当竖管在4条及4条以上时，可以关闭2条。

阀门要经常开启，并要有明显的启闭标志，以保持消防供水任何时候是常通的。

❻ 当市政给水管道供水能力大，在生产、生活用水达到最大小时流量，且市政给水管道仍能供应厂房的室内外消防用水量时，室内消防水泵的进水管宜直接连接。这样设置，既能节约投资，又能保障消防供水。

(3)室内消火栓

室内消火栓是厂房内主要灭火设备。消火栓设置合理与否，直接影响灭火效果，在设计中要注意满足以下要求：

❶ 多层和高层工业厂房，如没有室内消火栓给水系统，则其每层均要设室内消火栓。

❷ 室内消火栓的布置要保证有2支水枪的充实水柱同时到达室内任何部位。这样布置，在最不利情况下，均能使用室内消火栓进行灭火。一般厂房的水枪充实水柱长度不要小于7m；甲、乙类生产厂房和五层及五层以上的厂房，不能小于10m；高层厂房，不应小于13m。

❸ 室内消火栓处静水压力过大，加上扑救火灾过程中水枪的开闭所产生的水锤作用，容易使给水系统中的设备遭到破坏。因此，高层厂房的消火栓处的静水压力如超过80m(水柱)时，要采用分区给水系统。

为有效地使室内消火栓上的水枪扑救火灾，避免由于水枪反作用力作用而影响灭火效果，当消火栓处的压力超过50m水柱时，要采取设减压孔板、减压阀等减压措施。但为确保水枪有必要的有效射程，减压后消火栓处的压力不要小于25m(水柱)。

❹ 消防电梯前室是消防人员进入室内扑救火灾的“桥头堡”，为使消防人员向火场发起进攻创造条件，则消防电梯前室要设置室内消火栓。

❺ 为了使在场人员能及时发现消火栓和使用它，消火栓要有明显标志，不应伪装成其他物品。在条件允许时，消火栓的出口宜向下或与墙面成90°角，以减少局部水压损失，而影响灭火效果。

❻ 为了避免消火栓布置不合理，保证灭火使用的可靠性，消火栓间距要合理。高层厂房，乙类生产厂房，室内消火栓间距不能大于30m，其他厂房的室内消火栓的间距不能大于50m。

(4)消防水箱

为了节约投资，保证必要的消防水压和水量，设有高位水池或区域集中高压给水系统的工业建筑物，可不设消防水箱。

设置临时高压给水系统的乙、丙类高层工业厂房(高度超过24m的2层及2层以上的厂房)，或室内消防用水量等于、大于20L／s的厂房，当消防水箱不能满足最不利点灭火设备的水压时，要设气压罐等增压设施。

目前我国各厂家生产的气压罐大致有两种类型：一种是无隔膜的气压罐，它的容量可做得大些，最大罐可做到40～50m³；一般罐可做到5～30m³；另一种是有隔膜的气压罐。眼下生产最多的是0．8m³～10m³，最大可做到25m³。从保证消防供水来看，有水箱的和无水箱的气压罐必须区别对待提出要求。当消防水箱不能满足最不利点灭火设备的水压时，其气压罐储水容量可少些，一般不小于30s出水量即可。如初期火灾水量为20L／s，即，则气压水罐储存0．6m³即可。

对于不设水箱的气压罐，其储水量宜满足水箱的要求。但考虑到节约投资及保障消防供水，其储水量可比水箱少一些，即水箱要储6m³、12m³、18m³的水量，而气压罐只要储存3m³、6m³、9m³的水量即可。但气压水罐必须有可靠的电源，以保证火灾时不间断的动力供应。当采用恒压供水时也应如此。

4．自动灭火系统

自动灭火系统包括自动喷水灭火系统、卤代烷代用品灭火系统，二氧化碳灭火系统、EBM灭火系统等。现分述如下：

(1)高层厂房下述部位设置闭式自动喷水灭火系统：

❶ 高层纺织厂房、服装厂房；

❷ 高层针织厂房、床上用品厂房；

❸ 大型、中型棉花打包、加工厂房；

❹ 泡沫塑料厂的预发、成型、切片、压花部位；

❺ 卷烟的切丝、卷制和打包厂房；

❻ 其他应设的高层厂房。

(2)下列部位应设水幕系统

❶ 乙、丙高层厂房的防火间距不能满足防火要求；

❷ 两座高层外墙(包括多层、单层厂房)门窗洞口，不能满足防火间距要求；

❸ 室内防火分隔需要水幕带的部位。

(3)下列部位宜设置雨淋喷水系统：

❶ 火柴厂设在高层厂房内的氯酸钾压碾工段；

❷ 乒乓球厂的轧坯、切片、磨球、分球检验部位。

(4)下列部位应设七氟丙烷(HFC－227ea)。烟烙尽、二氧化碳、EBM气体等灭火系统：

❶ 精密仪器、仪表、机器设备车间；

❷ 电视、录像等电子产品生产车间；

❸ 电子计算机生产车间；

❹ 上述产品研究室等。