張 寧

(淄博市消防救援支隊，山東 淄博 255000)

1 概述

近年來，膜結(jié)構(gòu)特別是氣承式膜結(jié)構(gòu)得到了快速發(fā)展，主要應(yīng)用于體育場館、展覽建筑、煤倉等民用和工業(yè)領(lǐng)域。其特點是良好的經(jīng)濟(jì)性；能滿足大跨度、大空間需求；建設(shè)周期短等。但GB 50016—2014建筑設(shè)計防火規(guī)范(2018版)未規(guī)定涉及此類結(jié)構(gòu)建筑物的防火設(shè)計要求，《氣承式膜結(jié)構(gòu)建筑消防技術(shù)規(guī)程》尚在審議待批復(fù)中，氣承式膜結(jié)構(gòu)建筑的防火設(shè)計尚無具體規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可以參照執(zhí)行。氣承膜結(jié)構(gòu)不同于普通建筑，往往跨度大，凈空高度高，同時氣膜倉庫結(jié)構(gòu)特點導(dǎo)致難以采用實體防火墻進(jìn)行防火分隔，進(jìn)而帶來防火分區(qū)劃分、自動滅火系統(tǒng)、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)等消防設(shè)計難題。本文從防火分隔設(shè)計、防排煙設(shè)計、滅火設(shè)施、消防安全管理措施等方面對此類建筑進(jìn)行簡要的消防安全分析。

2 工程概況

某倉庫工程采用氣承式膜結(jié)構(gòu)，火災(zāi)危險性為丙類，總建筑占地面積約為9 000 m2，層數(shù)為地上1層,高度約為26 m，設(shè)1個防火分區(qū)。建筑內(nèi)設(shè)有自動滅火系統(tǒng)和火災(zāi)自動報警系統(tǒng)，周邊消防車道為環(huán)形車路，寬度為6 m，車道最小轉(zhuǎn)彎半徑滿足相應(yīng)規(guī)范要求。鑒于氣承膜結(jié)構(gòu)倉庫的結(jié)構(gòu)特點，難以在倉庫儲存區(qū)內(nèi)采用實體防火墻進(jìn)行防火分隔，將倉庫儲存區(qū)作為一個防火分區(qū)設(shè)計，設(shè)置防火隔離帶、早期火災(zāi)探測系統(tǒng)、自動消防水炮系統(tǒng)等消防設(shè)施和加強(qiáng)措施，以實現(xiàn)保障消防安全的設(shè)計目標(biāo)。同時本工程難以設(shè)置自然排煙和機(jī)械排煙設(shè)施，而是利用氣膜倉室內(nèi)高大凈空空間作為儲煙倉，為火災(zāi)發(fā)生時人員疏散創(chuàng)造條件，爭取安全疏散時間。

3 消防設(shè)計難點及解決對策

本文探討內(nèi)容：在《氣承式膜結(jié)構(gòu)建筑消防技術(shù)規(guī)程》尚未正式實施前，氣承式膜結(jié)構(gòu)丙類倉庫通過合理消防安全設(shè)計，主要通過合理防火分隔設(shè)計、防排煙設(shè)計、滅火設(shè)施以及消防安全管理措施等措方式來提升工程的消防安全性能，使其能夠滿足消防安全要求。

3.1 防火分隔、防火分區(qū)問題

本工程難以在建筑內(nèi)采用實體防火墻進(jìn)行防火分隔，故將丙類倉庫儲存區(qū)作為一個防火分區(qū)設(shè)計，同時通過設(shè)置防火隔離帶的方式，將倉儲部分劃分防火單元來人為控制火災(zāi)荷載分布以實現(xiàn)防止火災(zāi)快速蔓延的設(shè)計目的。具體措施如下：

一是人為設(shè)置防火分隔設(shè)施，防止火災(zāi)在氣承式膜結(jié)構(gòu)倉庫的卸貨區(qū)與儲存區(qū)之間的蔓延。在丙類倉庫儲存區(qū)內(nèi)利用堆垛區(qū)域間通道設(shè)置一個寬度不低于15 m的防火隔離帶，隔離帶內(nèi)無任何使用功能，無任何可燃物。建議參照GB 50016—2014建筑設(shè)計防火規(guī)范(2018版)第4.5.1條露天、半露天可燃材料堆場與建筑物的防火間距要求，對倉庫內(nèi)的可燃物存放進(jìn)行了分隔處理，同時建議如有條件可在防火隔離帶兩側(cè)設(shè)置不燃燒體的防火隔墻，高度應(yīng)高于堆垛貨物1 m以上。

二是通過合理設(shè)計貨物堆垛布置和自動滅火系統(tǒng)來實現(xiàn)控制火災(zāi)規(guī)模的目標(biāo)。當(dāng)氣承式膜結(jié)構(gòu)倉庫儲存區(qū)內(nèi)某堆垛區(qū)域發(fā)生火災(zāi)后，快速響應(yīng)的自動滅火系統(tǒng)及時作用來抑制火災(zāi)快速蔓延。本工程設(shè)計要求在貨物堆垛區(qū)域應(yīng)設(shè)置永久醒目標(biāo)志，通過在地面設(shè)置永久標(biāo)識方式劃定堆垛區(qū)域，堆垛高度不大于倉庫外圍實體圍護(hù)結(jié)構(gòu)的高度且貨物距邊墻距離滿足膜凈空高度要求，即距離膜頂1 m以上凈高，以防止火災(zāi)情況氣膜結(jié)構(gòu)過早破壞和整體失穩(wěn)。

3.2 防排煙設(shè)計問題

煙氣是建筑火災(zāi)中造成人員傷亡的主要因素，因此合理的建筑防排煙設(shè)計至關(guān)重要。新型建筑的結(jié)構(gòu)、性能和功能的不斷更新，規(guī)范的許多條款在制定時并沒有考慮這類新型建筑，因此該類建筑在設(shè)計過程中必然有與現(xiàn)行規(guī)范產(chǎn)生矛盾之處。

本丙類氣膜倉建筑為單層建筑，凈空最大高度約為26 m，根據(jù)GB 51251—2017建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)第4.2.4條之規(guī)定不再設(shè)置防煙分區(qū)擋煙設(shè)施，因此可利用整個氣膜倉室內(nèi)高大凈空空間作為儲煙倉。同時儲煙倉位于4.2 m以上，其高度超過高度為4 m實體維護(hù)墻體，因結(jié)構(gòu)特殊無法在膜體上開設(shè)自然排煙窗，又因本空間特殊的結(jié)構(gòu)形式無法布置機(jī)械排煙設(shè)施，故無法采用自然或機(jī)械排煙系統(tǒng)。

倉庫內(nèi)人員較少，日常裝卸操作人員少于10人，不設(shè)置固定工位且無人員常駐。根據(jù)國內(nèi)某相關(guān)模擬研究，在模擬火災(zāi)發(fā)生后678 s煙氣層位于高大凈空空間所形成的儲煙倉內(nèi)且膜結(jié)構(gòu)保持相對穩(wěn)定，此時間足夠滿足建筑內(nèi)人員在火災(zāi)情況下的安全疏散，所以利用氣膜倉室內(nèi)高大凈空空間作為儲煙倉，不再設(shè)計自然或機(jī)械排煙系統(tǒng)的設(shè)計方案可行。

3.3 滅火救援設(shè)施設(shè)計問題

本工程采用自動噴水滅火系統(tǒng)，在儲存區(qū)采用流量不小于20 L/s的自動跟蹤定位射流滅火系統(tǒng)(簡稱自動消防水炮系統(tǒng))，控制方式應(yīng)具有自動、消防控制室手動控制、現(xiàn)場手動控制，室內(nèi)、外均應(yīng)設(shè)置現(xiàn)場手動控制盤，倉庫內(nèi)任一點應(yīng)滿足兩門消防水炮同時覆蓋。自動消防水炮的安裝高度根據(jù)堆垛位置和高度，滿足工作半徑和覆蓋外圍要求，利用實體墻設(shè)置支架安裝20門自動消防水炮，避免吊裝對氣膜結(jié)構(gòu)的影響。

消防救援窗口的下沿距倉庫內(nèi)地面不宜大于1.2 m，間距不宜大于20 m。同時在消防救援窗附近設(shè)置消火栓箱同時在建筑外側(cè)安全救援窗下增設(shè)固定冷卻水炮，設(shè)計流量為20 L/s，設(shè)置的室內(nèi)消火栓滿足庫內(nèi)任一點應(yīng)有兩只充實水柱同時覆蓋的要求。建筑外圍增設(shè)固定式消防水炮僅作為膜體冷卻使用，用水量、供水時間建議與室外消火栓系統(tǒng)用水量進(jìn)行比較取較大值計入消防水池容量，無需疊加計算。

3.4 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計問題

依據(jù)GB 50116—2013火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范第12.4.1條要求：“高度大于12 m的空間場所宜同時選擇兩種及以上火災(zāi)參數(shù)的火災(zāi)探測器”。本丙類倉庫采用能同時感知煙和火焰兩種參數(shù)的圖像型火災(zāi)探測器，能滿足本大空間的早期火災(zāi)準(zhǔn)確探測和預(yù)警的要求。

3.5 消防安全管理措施

在良好的運營管理維護(hù)的條件下，可以達(dá)到防止火災(zāi)蔓延、保護(hù)氣膜結(jié)構(gòu)安全、保證人員生命安全的消防安全目標(biāo)。本工程所采取的消防安全管理措施為：一是加強(qiáng)氣承式膜結(jié)構(gòu)倉庫現(xiàn)場管理，貨物堆垛區(qū)域應(yīng)設(shè)置永久醒目標(biāo)識，標(biāo)識區(qū)域外嚴(yán)禁亂堆放貨物等。二是定期進(jìn)行消防系統(tǒng)與氣膜充氣設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)。三是制定有針對性的火災(zāi)應(yīng)急預(yù)案和應(yīng)急操作規(guī)程，并加強(qiáng)工作人員消防安全知識的教育培訓(xùn)和火災(zāi)應(yīng)急預(yù)案的熟悉演練。四是按照消防安全重點單位的管理相關(guān)規(guī)定并定期開展消防安全評估研究工作。

4 結(jié)語

該丙類倉庫采用氣承式膜結(jié)構(gòu)的新材料和新技術(shù)，現(xiàn)行GB 50016—2014建筑設(shè)計防火規(guī)范(2018版)并不完全適用。本工程采用設(shè)置室內(nèi)防火隔離帶、感煙和感火焰復(fù)合圖像型火災(zāi)探測器、自動消防水炮系統(tǒng)等強(qiáng)化消防技術(shù)措施后，在良好的消防管理和維護(hù)條件下，預(yù)期可以達(dá)到防止火災(zāi)蔓延、保護(hù)氣膜結(jié)構(gòu)安全、保證人員生命安全的消防安全目標(biāo)。

希望此工程的消防安全設(shè)計能為以后此類工程消防設(shè)計提供借鑒和參考。針對氣承式膜結(jié)構(gòu)丙類倉庫消防安全設(shè)計有以下幾點建議：

1)合理布置貨物擺放區(qū)，規(guī)劃擺放區(qū)域和運輸路線，設(shè)置防火隔離帶，隔離帶寬度建議參照GB 50016—2014建筑設(shè)計防火規(guī)范(2018版)第4.5.1條露天、半露天可燃材料堆場與建筑物的防火間距要求，對倉庫內(nèi)的可燃物存放進(jìn)行了分隔處理；同時建議如有條件可在防火隔離帶兩側(cè)設(shè)置不燃燒體的防火隔墻，高度需高于堆垛貨物1 m以上。

2)增設(shè)能快速響應(yīng)的火災(zāi)探測和自動滅火設(shè)施，限制火災(zāi)的快速蔓延，力求將火災(zāi)控制在初期狀態(tài)，為人員逃生疏散創(chuàng)造良好的條件。建議采用兩種及以上火災(zāi)參數(shù)的火災(zāi)探測器，確?；馂?zāi)探測的實效性、準(zhǔn)確性，同時能快速聯(lián)動自動跟蹤定位射流滅火系統(tǒng)，使其發(fā)揮撲救初期火災(zāi)的效能，達(dá)到良好的控火效果。

3)此類項目可不設(shè)置防排煙設(shè)施，通過氣承膜高大凈空空間作為儲煙倉，為人員安全疏散贏得足夠的時間。但需要通過控制火災(zāi)荷載總量和可燃物堆垛擺放位置，以確?；馂?zāi)情況膜體自身穩(wěn)定性以及所構(gòu)成的儲煙空間可靠性。有條件的項目還在建筑內(nèi)設(shè)置膜體支撐體系或支撐措施，保障人員逃生期間膜結(jié)構(gòu)有足夠的儲煙空間和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

4)建議加強(qiáng)此類項目消防安全日常管理和維護(hù)。要落實消防設(shè)計中對氣承式膜結(jié)構(gòu)倉庫現(xiàn)場管理要求，防火隔離帶和貨物堆垛區(qū)域應(yīng)設(shè)置永久醒目標(biāo)識，嚴(yán)禁亂堆放貨物、可燃雜物等。同時要制定有針對性的火災(zāi)應(yīng)急預(yù)案和滅火應(yīng)急操作規(guī)程，并加強(qiáng)工作人員“四個能力”等方面的消防安全知識教育培訓(xùn)，按火災(zāi)應(yīng)急預(yù)案開展好滅火疏散演練，實現(xiàn)確保消防安全的最終目標(biāo)。