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冷库建筑防火分区的设置与探讨

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发表时间:2022-04-08 14:56

出处:湖北省公安消防总队咸宁支队
作者:夏恪昌


【摘要】 防火分区是控制建筑物火灾的基本空间单元,现行消防技术规范对防火分区的设置作了较为具体的规定,但这些规定存在一些不合理之处,本文指出了笔者认为值得商榷的几个地方,并对防火分区的设置提出了几点探讨意见。
    【主题词】 防火分区 设置 探讨
    防火分区(Fire compartment)是指在建筑内部采用防火墙、耐火楼板及其它防火分隔设施分隔而成,能在一定时间内防止火灾向同一建筑的其余部分蔓延的局部空间,它是控制建筑物火灾的基本空间单元。设置防火分区是一种消极的火灾对策,可以有效地减少发生重大火灾的概率,减少火灾损失和有员伤亡,因此各类消防技术规范均对防火分区的设置做了较为具体的规定。
    1 现行消防技术规范对防火分区的主要规定
    1.1 根据建筑性质确定了防火分区的允许最大面积
    《建筑设计防火规范》(以下称《建规》)的第3.3.1条、第3.3.2条和第5.1.1条分别对厂房、仓库和民用建筑的防火分区的允许最大面积作了原则性的规定;《高层民用建筑设计防火规范》第5.1.1条对高层民用建筑的防火分区的允许最大面积作了原则性的规定;《人民防空工程设计防火规范》(以下称《人防规》)第4.1.2条规定每个防火分区的允许最大建筑面积不应大于500m2;《汽车库设计防火规范》第4.1.1条对停车库的允许最大占地面积和防火隔间面积作了规定。
    当设置了自动灭火系统时,每个防火分区的允许最大面积可在上述条文规定的基础上增加1.0倍,局部设置的则其防火分区增加面积可按该局部面积的1.0倍计算(丁、戊类的地上厂房内设置自动灭火系统时,其允许最大建筑面积不限)。
    1.2 对特殊场所的防火分区设置作出了特殊规定
    《建规》第5.1.12条规定,地上商店营业厅、展览建筑的展览厅当符合特定条件时(设置在一、二级耐火等级的单层建筑内或多层建筑的首层;设置有自动喷水灭火系统、排烟设施和火灾自动报警系统;内部装修设计符合现行国家标准《建筑内部装修设计防火规范》的有关规定),其每个防火分区的最大允许建筑面积可达10000m2。
    《建规》第5.1.13条规定,地下商店当符合特定条件时(营业厅不应设置在地下三层及三层以下;不应经营和储存火灾危险性为甲、乙类储存物品属性的商品;当设有火灾自动报警系统和自动灭火系统,且建筑内部装修符合现行国家标准《建筑内部装修设计防火规范》的有关规定时,应设置防烟与排烟设施),其营业厅每个防火分区的最大允许建筑面积可增加到2000m2。当地下商店总建筑面积大于20000m2时,应采用不开设门窗洞口的防火墙分隔。
    《人防规》第4.1.3条规定,人防工程中的商业营业厅、展览厅等,当设置有火灾自动报警系统和自动灭火系统,且采用A级装修材料装修时,防火分区允许最大建筑面积不应大于2000m2;电影院、礼堂的观众厅,防火分区允许最大建筑面积不应大于1000m2,当设置有火灾自动报警系统和自动灭火系统时,其允许最大建筑面积也不得增加;溜冰馆的冰场、游泳馆的游泳池、射击馆的靶道区、保龄球馆的球道区等,其面积可不计入溜冰馆、游泳馆、射击馆、保龄球馆的防火分区面积。
    1.3 防火分区的计算
    防火分区的计算面积一般为建筑面积,但人防工程防火分区的计算面积为使用面积。当多层建筑物内设置自动扶梯、敞开楼梯等上下层相连通的开口时,其防火分区面积应按上下层相连通的面积叠加计算;建筑物内设置中庭时,其防火分区面积应按上下层相连通的面积叠加计算。通过叠加计算后,当一个防火分区的面积超过该类建筑性质规范所允许的最大建筑面积时,应进行防火分隔。
    2 现行规范对防火分区的设置值得商榷的几个地方
    2.1   对建筑划分过于简单,以至于对防火分区面积控制指标规定过于简单。
    设置防火分区的目的为了阻止火灾蔓延,以减少火灾损失和人员伤亡。影响火势蔓延的因素很多,但现行消防技术规范仅考虑建筑类别(且分类较粗)、建筑高度(或层数)、耐火等级等几个简单的因素,在对建筑物进行简单分类后确定防火分区的允许最大建筑面积,并未考虑内部装修、可燃物的多少(火灾荷载)、建筑功能、建筑内人员等因素,而这些因素在民用建筑中表现特别突出。如把医院、宾馆、饭店、娱乐场所等人员密集场所同办公等人员稀少且熟悉环境的建筑物混为一谈,把装修复杂、可燃物较多的宾馆、商场等建筑与未设可燃物装修的办公楼、教学楼等建筑用一个标准对待,这些具有明显的不合理性。
    2.2   对防火分区间防火分隔物的隔火时间没有明确要求。
    防火分区之间应采用防火墙分隔,当采用防火墙确有困难时,可采用其他防火分隔设施分隔。常见的防火分隔物有防火墙、防火卷帘、防火门(窗)、防火水幕等,这些防火分隔物的耐火极限各不相同,应用部位也有区别。防火墙是防火分区的主要构件,其耐火极限不低于3.00h;有防火冷却水幕配合的防火卷帘可替代防火墙作防火分隔物使用,其耐火极限也不低于3.00h;防火门(窗)是设置于防火分区间或防火隔间与疏散走道、安全出口间的防火分隔物,分为甲、乙、丙三级,其耐火极限分别为不低于1.20h、0.90h、0.60h;防火水幕仅用作舞台口等小开口部位的防火分隔,其用水量不小于2L/(s.m)。防火分区是能在一定时间内防止火灾向同一建筑的其余部分蔓延的局部空间,其阻隔烟火的时间应该由划分防火分区的防火分隔物的耐火极限确定。规范规定,防火墙和防火卷帘的耐火极限是不低于3.00h,作为竖向防火分隔物的楼板的耐火极限是不低于1.50h(一级耐火等级),设置在防火墙上的门、窗应为甲级防火门、窗,其耐火极限是不低于1.20h,那么,防火分区定义中提出的 “一定时间内”应该是多长时间?建筑内的竖井的检查门为丙级防火门,建筑物内设置的封闭楼梯间、防烟楼梯间的门为乙级防火门,而且,《建规》第7.4.2条对封闭楼梯间的门还没有强制要求采用防火门,它们能否将建筑物划分为不同的防火分区?如果不能,这些门是否应采用甲级防火门?如果能,通过这些门划分的防火分区隔火时间又是多少?这些在现行规范中没有明确的要求,从而让人觉得规范的规定很不严谨,甚至有些自相矛盾。
    2.3 防火分区分隔措施造成设计和使用之间的矛盾。
    对一些工艺设备连续性强的工业建筑,设置防火墙会将其分隔成若干个完全不通的部分,在开口部位设置防火卷帘又不能下降到底,不能进行有效的防火分隔。在大空间建筑内设置防火墙会破坏大空间,而且很高的防火墙其自身的稳定都难以保证;设置防火卷帘因自重大,对建筑物的承重要求高,安装难度大,且大面积防火卷帘能否正常动作也是个未知数,它还会影响建筑物的实用性和艺术效果;如果设置消防水幕进行分隔,其巨大的消防用水量(储水设施)是业主无法接受的,而且,消防水幕的防火分隔效果也得打些折扣。
    3 对防火分区设置的几点探讨
    3.1  设置敞开楼梯间的建筑其防火分区不必按上下层面积叠加计算。
    《建规》第5.1.9条规定,当多层建筑物内设置自动扶梯、敞开楼梯等上下层相连通的开口时,其防火分区面积应按上下层相连通的面积叠加计算。敞开楼梯是指没有的围护的楼梯,它与自动扶梯一样,能使建筑物的上下层形成直接贯通的开口,所以建筑的防火分区应当按上下层面积叠加计算。而敞开楼梯间是指建筑物内有三个面用墙体等围护构件构成楼梯,笔者查阅了相关资料后认为,设置敞开楼梯间的建筑,其防火分区面积可不必按上下层面积叠加计算,理由有三:其一,设置敞开楼梯间的建筑虽然上下相通,但由于三个面有墙体等围护构件阻隔,上下有梯段板作阻隔,烟、火通过敞开楼梯间向上蔓延与通过上下连通的开口蔓延相比,效率要低很多;其二,现行规范中明确指出在楼梯间处采取的防火分隔措施是设置防烟楼梯间、封闭楼梯间,而设置在烟楼梯间、封闭楼梯间的门为乙级防火门,甚至可以是双向弹簧门(《建规》第7.4.2条),如果楼梯间算建筑上下层相连通的开口的话,按设置防火分隔的通用做法,防烟楼梯间、封闭楼梯间的门就应该是甲级防火门;其三,敞开楼梯间是在多层建筑中应用极为普遍的一种疏散设施,如果算作建筑上下层相连通的开口而将防火分区用上下层面积叠加计算的话,很容易使防火分区的面积超过规范允许的最大面积,就要进行防火分隔,这在实际应用中是很困难的,比如在多层教学楼中,如果设置封闭楼梯间(门应该是常闭的)进行分隔的话,由于使用中楼梯间处的人流量很大,会给人带来很大的不便,而且会因门的高频率使用而极易损坏失效,导致防火分隔失效。
    3.2 采用设置内院或天井的方法解决一些设置中庭的建筑防火分区设置困难的问题。
    有一些建筑,为了美观或考虑采光效果,多采用中庭,设置网架玻璃屋盖采光。按照现行消防规范这些建筑的防火分区由中庭贯穿的各层建筑面积叠加计算,很容易超过规范允许最大建筑面积,若按规范规定要求采取沿中庭四周设置防火卷帘,或把与中庭相通的门改为防火门等分隔措施,投资大而且用于防火卷帘联动控制的设备能否正常动行还不能确定,采取这些措施进行分隔还可能影响整体的建筑效果。笔者认为,若中庭两长边间距大于6m(参考《建规》对一、二级耐火等级民用建筑的防火间距设置要求),则可将其封闭屋盖去掉,成为内天井或内院,形成自然排烟,这样面积可不叠加计算(符合现行规范的规定);为了挡雨雪,上面可以设雨棚,四周洞口敞开,总开口面积不小于天井(内院)底面面积,这样也可作为天井(内院)考虑,当然,这个天井(内院)的设置还应符合《建规》第6.0.2条、第6.0.3条的要求,即建筑应设连通街道和内院的人行通道,当其短边长度大于 24.0m 时,宜设进入天井(内院)的消防车道,方便疏散和火灾扑救。
    3.3 采用设置防火带的方法解决大空间、大跨度建筑及工艺设备连续性强的工业建筑的防火分区问题。
    随着影剧院、展览馆、体育馆、候机厅、大商场等各类大空间民用建筑和工艺设备要求严格的厂房、库房等建筑物不断出现,现行规范规定的防火分区设置方法很难满足形势发展的要求,而合理设置防火带应该是一条有效的解决途径。阻火带就是在有可燃物品的建筑物中划分出一段区域,这个区域内的建筑构件及装修全部为非燃材料,且该区域内不存放可燃物,并采取有效的防烟措施(机械排烟、防火带部分局部升高并设置符合规范要求的排烟口等),阻挡防火带一侧的烟火向另一侧蔓延,从而在空间上形成一个无形的防火分隔区域。防火带的宽度视建筑内堆放物质的燃烧性质而定,可将防火带另一侧的物品等同于用这些物品堆建的小型建筑物来考虑,如为防火带附近物品为不燃物品,则将其视为一、二级耐火等级建筑,参照《建规》对防火间距设置的要求,将防火带宽度确定为6m;如为防火带附近物品为可燃或难燃物品,则将其视为四级耐火等级建筑,参照《建规》对防火间距设置的要求,将防火带宽度确定为9m。防火带平时作为人员疏散特别是车辆往来的主要通道,防火带直通主要出入口,人员疏散到该处可直接看到出口,避免了迷宫式疏散所造成的人员恐慌。
    3.4 将建筑防火性能化设计理念引入防火分区的设置设计中。
    现行规范是建立在部分火灾案例和局部小比例模拟实验的基础上的规范,采用确定的方法解决工程的防火问题,适用于一些普通建筑。建筑防火性能化设计是通过对随机建筑的综合防火性能评定,设计出特定的符合该建设的防火安全系统模式,以实现火灾时,保证该建筑物内的人员生命安全和有效控制财产损失的总目标。引用性能化设计理念来设置防火分区就是在确定建筑应达到的防火标准后,充分考虑建筑物的使用性质、高度、耐火等级、消防设施、内部装修、可燃物的多少、建筑功能、疏散设施、建筑内人员的素质和数量以及分布等多种因素后,确定建筑的防火分区。当然,采用这种方法确定的防火分区可能会与我国现行消防技术规范规定的防火分区有些出入,而且,采集和验证防火分区的技术指标目前没有确切的方法和手段,因此,要真正将性能化设计理念引入防火设计,应由国家制定相应的规范,形成以现行指令性规范为基础,性能化设计为补充的规范体系,才能有效解决防火分区设置中存在的一些不合理现象。
    防火分区是阻止建筑内部火势迅速蔓延的有效手段,科学合理地设置防火分区可以有效减少建筑火灾所造成的人员伤亡、降低火灾损失。

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