电子洁净工业厂房建筑消防设计分析_王竟萱.pdf

Public Utilities Design公用工程设计1引言电子洁净工业厂房通常生产规模大，而且区域之间的连接性高，厂房内部生产设备、原料种类较多，安全风险较高，而且一旦发生火灾，影响范围较大，后果严重。因此，加强对电子洁净工业厂房建筑防火及消防设计方面的研究和探讨十分有必要。本文以实际电子洁净工业厂房建筑为例，分析了其防火难点，并结合项目实际防火需求，针对消防设计展开探讨，具有较强的实用性和可操作性。2项目概况以某大型电子工业洁净厂房建筑工程项目为例，对其消防设计展开探讨。该建筑工程总面积为527 823.35 m2，主要建筑物包括办公楼、综合楼、主厂房、模组厂房、金属掩膜板清洗站、材料回收厂房、气体仓库、资源回收站、配件库房、固废站以及餐厅等多个建筑。详细建筑面积以及高度情况见表1。表 1主要建筑物项目面积/m2高度/m火灾危险性办公楼综合楼主厂房模组厂房金属掩膜板清洗站材料回收厂房气体仓库资源回收站配件库房固废站硅烷站特气站物料供应间废水站综合动力站餐厅20 9828 531400 31423 4118 8612 1666519292 1661 1022271 99885625 612.3526 2663 75121.512.740.223.823.87.15.15.15.15.95.66.15.023.828.015.0民用民用丙类丙类甲类甲类丙类丙类仓库丙类仓库甲类仓库甲类仓库甲类仓库甲类仓库丁类丙类民用3电子洁净工业厂房建筑防火难点根据案例工程实际特点和情况，建筑防火难点主要包括以下3个方面：【作者简介】王竟萱（1983），女，河北廊坊人，高级工程师，从事防火监督研究。电子洁净工业厂房建筑消防设计分析Fire Protection Design and Analysis of Electronic Clean Industrial Plant Building王竟萱（河北省廊坊市消防救援支队，河北 廊坊 065000）WANG Jing-xuan(LangfangFireRescueDetachmentofHebeiProvince,Langfang065000,China)【摘要】针对电子洁净工业厂房建筑防火及消防问题展开探讨，分析了电子洁净工业厂房建筑的防火难点，并从建筑消防设计方面提出了可行性建议和设计对策。研究结果表明，通过提高建筑构件耐火等级，加强防火分区设计以及室内外消火栓和自动喷淋系统等方面的设计，能够有效提高建筑结构的防火性能。【A b s t r a c t】This paper discusses the fire prevention problems of electronic clean industrial plant building,analyzes the fire preventiondifficulties of electronic clean industrial plant building,and puts forward feasible suggestions and design countermeasures from the aspect ofbuildingfireprotectiondesign.Theresultsshowthatthefireresistanceofbuildingstructurescanbeeffectivelyimprovedbyimprovingthefireresistance grade of building components,strengthening the design of fire protection zones,indoor and outdoor fire hydrants and automaticsprayingsystem.【关键词】电子洁净工业厂房；建筑；消防设计【K e y w o r d s】electroniccleanindustry;firepreventionofplantbuildings;firefightingdesign【中图分类号】TU892【文献标志码】A【文章编号】1007-9467（2023）06-0043-03【DOI】10.13616/ki.gcjsysj.2023.06.21443Construction&DesignForProject工程建设与设计1）电子产品生产加工过程中，各个生产区域连接相对紧密，若采取隔离防火设计方式，需要切断各个生产区之间的联系，不仅会增加设备成本，也会降低生产效率；2）案例工程规模较大，而且存在多个密闭空间，实际生产过程中使用到的各种生产设备在厂房内的布置密度较高，此外，还存在大量的塑料制品、可燃物、爆炸物等，存在安全隐患，也会加快火势蔓延速度；3）由于电子洁净工业厂房建筑排风管道内部不能设置防火阀，在生产区域设备密集度相对较高的情况下，防火设计空间受限严重，因此，相应防火设计、消防设计难度较大1。4电子洁净工业厂房建筑防火设计4.1提高建筑构件耐火性基于电子洁净工业厂房建筑的特点和实际情况，为保障建筑耐火等级符合相关标准要求，需要从建筑构件角度入手，提高构件的耐火性。建筑构件是组成厂房的主要结构，提高其耐火性就相当于提高了建筑整体的耐火性能，在限制火势蔓延、延缓建筑倒塌方面有直接的作用效果。对此，在建筑防火设计过程中，可加强对厂房主体构件的研究，选用耐火材料，如莫来砖、致密黏土砖等。同时，还可以在建筑结构设计过程中设置防火墙（见图1），并选用加气混凝土砌块材料作为防火墙，以此减少结构中的易燃材料，提高建筑结构防火性能。除此之外，还可在管道井壁内部设置防火墙，选用防火等级更高的防火门。图 1防火墙示意图4.2合理进行防火分区结合电子洁净工业厂房建筑实际工艺情况，可合理展开防火分区设计，以此避免火灾蔓延造成更大的损失和人员伤亡。例如，对于半导体生产区而言，需要配备辅助生产区，并设置真空泵和尾气处理装置，当此生产区域出现火灾时，及时进行隔离，并采取有效处置措施，防止火灾蔓延。根据案例工程实际情况，总结出不同防火分区的最大允许建筑面积情况（见表2）。防火分区的设计过程中，需要使用防火墙以及防火门窗等分隔出多个封闭区域，严格控制管道设计，禁止可燃气体和甲乙丙类液体进入管道，并做好管道封堵措施。表 2不同防火分区的最大允许建筑面积建筑类型火灾危险性类别耐火等级每个防火分区的最大允许建筑面积/m2单层多层高层餐厅民用三级1 200厂房和仓库甲类丙类丁类二级一级三级三级3 0003 0004 0002 0006 0002 0002 0003 0004.3重点防火区域隔离电子洁净工业厂房内部设备情况复杂，各种易燃易爆物品较多，因此，火灾隐患较大。对此，应针对重点火灾区域采取有效防火隔离措施，如易燃化学物品存放处，以此降低火灾发生概率。同时还应针对易燃、有毒物品进行分类存储和分配，并选用耐火极限在4 h以上的防爆墙进行隔离，以此保障重点区域的独立性，全面提高厂房建筑防火性能2。5电子洁净工业厂房建筑消防设施设计5.1给水系统本项目工程中消防水源为市政自来水，并设置两个半地下消防水池，水池容积共计1 300 m3。结合建筑可用空间，采取合建消防水池与生产水池的策略，通过生产水池补充消防水池，以此确保消防用水充足。并在主厂房的屋面设计高位消防水箱，水箱容积为18 m3，以此保障消防系统正常运转，提供初期消防用水。5.2室内外消火栓系统由于案例工程项目规模较大，因此，消防用水量相对较高。其中，建筑主厂房用水量最大，为高层丙类厂房，根据厂房仓库实际情况，室外消防用水量设计为45 L/s，持续时间为3 h，由市政两路供水管供水，管径为DN500 mm，并在厂区内分环网实现对于室外消防低压系统的有效供水。对于室内消火栓系统，耗水量最大的仍为主厂房，高层丙类厂房，耐火等级为一级，厂房内部存在中间仓库，经计算室内消防用水量为40 L/s，火灾持续时间为3 h，室内消火栓用水存储在消防水池当中，由水泵加压供给，压力为900 kPa，共配置两台水泵，轮流使用，另一台备用。44Public Utilities Design公用工程设计5.3湿式自动喷水灭火系统按照行业相关标准要求进行设计，在洁净区使用快速响应喷头，确保在出现火情时，能够第一时间进行灭火。由于洁净室有生产工艺连续要求，案例项目电子洁净厂房洁净室为丙类，因此，需要在关键生产设备以及回风气流当中设置火灾警报装置以及灭火装置，要求其灵敏度高于0.01%obs/m。此外，生产过程中还需要使用到特气以及易燃易爆化学品。对此，在实际进行自动喷水灭火系统设计的过程中，为避免厂房内重要设备等遭到破坏，决定选用湿式自动喷水灭火系统，该系统不会产生漏水情况，有效保障了厂房设备安全、洁净。为保障自动灭火系统的有效性，在系统设计过程中应尽可能避免管道漏水情况，对此，采用了加厚镀锌钢管处理措施，并合理设计喷淋主管位置，避开光刻区，避免管道漏水引发的设备受损、灭火效果不佳等问题。自动喷水灭火系统的供水强度为8 L/（minm2），作用面积为280 m2。5.4雨淋系统针对硅烷站、动力站等区域，采用了雨淋系统设计方式，以此保障在着火时，能够实现对硅烷钢瓶等储罐的降温，避免由于火灾造成储罐爆炸。雨淋系统工作原理如图2所示。此外，电子工业厂房当中有较多的冷却循环系统，一旦发生火灾，损失巨大。对此，消防系统设计过程中，在采用防火隔板隔开冷却塔的同时，还设置了雨淋系统，以此保障在发生火灾时能够及时灭火。根据案例项目实际情况进行分析，冷却塔灭火系统用水量最大的部分为动力站，因此，在其屋面设计雨淋系统，喷水强度设计为20.4 L/（minm2），相邻冷却塔体面积为380 m2，水量为130 L/s，按照火灾持续2 h进行储水，并设置喷淋水泵进行加压供水。图 2雨淋系统工作原理5.5水喷雾灭火系统水喷雾灭火系统主要是针对柴油发电机房而单独设置的，由于柴油发电机房环境情况特殊，为避免造成更大的安全事故，采用水喷雾形式进行灭火。根据案例工程柴油发电机房实际空间范围及设备情况，设计喷雾强度为20 L/（minm2），持续时间为30 min，工作状态下水喷雾 喷头水 压 要 求在0.35 MPa以上，系统响应时间不超过45 s，喷头选用高速离心雾化型喷头，感应设备为温感、烟感探测器，以此保障系统反应速度。5.6气体灭火系统气体灭火系统主要设置在监控室、变电所等区域，此类空间设备特殊，无法采用水灭火方式。对于MIS机房、监控室等位置，采用的灭火气体为FM200七氟丙烷，气体浓度为8%，喷放时间为8 s；对于变电所，采用的灭火气体为高压二氧化碳，气体浓度为40%，喷放时间为60 s。5.7建筑灭火器电子洁净厂房建筑内部还需要配备灭火器。洁净区和配电间为二氧化碳灭火器，以免对厂房内设备造成不良影响，因此，应尽量避免使用干粉以及泡沫灭火器；化学品区为抗溶泡沫灭火器，其他未提及区域均为磷酸铵盐灭火器3。6结语案例工程中的电子洁净工业厂房建筑规模相对较大，建筑种类多，而且生产区域连接紧密，内部设备分布密度大，存在危险物品等特殊情况，为保障整体建筑防火效果，在实际进行建筑防火设计的过程中，应选用高防火性能的建筑构件，并根据生产工艺进行合理分区，针对重点火灾区域采取隔离措施，同时还应加强消防供水系统的设计，通过消防水池、市政供水等多种方式，保障消防用水充足，并根据不同生产区域情况，合理进行消火栓系统、自动喷淋系统、气体灭火系统以及灭火器的设置，在保障灭火效果的前提下，尽量避免生产设备受损。【参考文献】1刘林烟.高端木材板材和家具厂房电气消防设计探索研究J.福建建设科技,2022(4):106-109.2王伟杰,张珺,石强,等.关于丁类生产厂房内丁类中间高架仓库的消防设计分析J.今日消防,2021,6(12):103-105.3赵东升.超大型电子工业洁净厂房给排水及消防系统设计J.中国给水排水,2021,37(14):99-104.【收稿日期】2022-