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体悟轻钢结构蔬菜大棚设计探讨温室大棚

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发表于 2019-6-20 21:31:22 | 显示全部楼层 |阅读模式
  轻钢结构蔬菜大棚越开越多的被运用到我国的工业蔬菜大棚设计中。轻钢结构蔬菜大棚的使用使得建筑周期缩短,施工成本降低,在造型上与传统结构具有许多改变。但是由于消防结构的材质耐火性极低,因此轻钢结构蔬菜大棚的使用要求蔬菜大棚的设计满足一定的消防安全,除此之外这种结构在防火分区上也具有较大的难度,也就是说轻钢结构蔬菜大棚的消防设计还不够完善。基于此本文探讨了温室大棚的消防设计在消防安全方面进行了探讨,希望对轻钢结构蔬菜大棚的消防安全提出有效的意见。
  随着我国工业的发展,大跨度空间结构的需求不断增加。钢材作为轻质高强的材料满足了大跨度空间结构的需求并因此成为应用广泛的材料。轻钢结构蔬菜大棚具有造价成本低跨度较大自身重量轻建设周期短造型美观等特点,在现代工厂建设中得到了普遍的应用。但是,轻钢结构蔬菜大棚建筑据别较低的耐火等级,而且对防火分区提出了较高的标准,这些都是轻钢结构蔬菜大棚工业蔬菜大棚建设所需要考虑的问题。
  一轻钢结构蔬菜大棚工业蔬菜大棚耐火等级分析
  网架钢柱等结构是轻钢结构蔬菜大棚中比较关键的组成部分,组成了蔬菜大棚的承重部分,对于轻钢结构蔬菜大棚外表面通畅选择镀铝锌钢板或者彩色铝锌钢板。通过对蔬菜大棚建设防火规范进行研究发现,轻钢结构蔬菜大棚柱梁的耐火时间最好在15分钟到30分钟,但是其耐火等级相对比较低,仅达到四级且尚不能满足丙类蔬菜大棚的最低耐火等级。为了解决蔬菜大棚耐火等级低这一问题,在进行蔬菜大棚建设时可以建筑物柱梁的表面增设一层厚度约2cm厚的LY防火隔热涂料或约1.5cm的LG防火隔热涂料作为保护层,因为该涂料的耐火时间超过了半小时,最高可达两个半小时,从而使耐火等级达到三级,并符合规范要求。但是同时需要对轻钢结构蔬菜大棚防火涂层的重量进行合理的控制。
  二轻钢结构蔬菜大棚防火分区的划分
  目前大部分工业要求蔬菜大棚采用大空间大跨度的布置形式,这会提高结构的通透性,而且为机器的设置和工作提供了便利。我国的建筑设计防火规范为了将火灾控制在有效范围内,需要对防火分区给予有效的划分,此外还要按照规定合理规划防火分区的面积,最大不得超过三千平。但在实际生活中我国轻钢结构蔬菜大棚占地面积较大,大多数都超过了五千平方米,远远超过规范所允许的最大面积。在普通的民用建筑中防火分区较易实现,比如在楼梯门口大厅等处采用防火卷帘防火墙防火门防火水幕等技术措施进行防火分区,或者设立自动喷水灭火设备,从而大大提高建筑面积。但是其在大跨度轻钢结构蔬菜大棚中实现起来比较困难。
  1.防火墙与防火分区
  轻钢结构蔬菜大棚通常选用流水线的作业方式,因此蔬菜大棚中的所有设备都是有序的加工线。此时就需要做好防火墙的设置,其不仅会造成生产线的中断,还会导致原料产品等的运输困难,最终导致生产活动受限,工厂利益受到损失。
  2.防火卷帘与防火分区
  在进行民用建筑设计过程中,防火卷帘在防火分区中得到了广泛的应用,但是大部分工业蔬菜大棚中防火卷帘不是十分合适。首先,轻钢结构蔬菜大棚的设计跨度较大,在进行操作时极易导致卷窗卡在滑槽里,很难进行防火卷帘的收放。其次,防火卷帘的使用需要高昂的费用,从生产成本的角度考虑,工厂业主不会采取这种方式进行防火分区。
  3.自动喷水灭火与防火分区
  需要将自动喷水灭火装置安装到整个车间的各个部位,这样可以将防火分区面积适当的扩大一倍,从而符合防火规范标准。但是在实际应用过程中,还存在以下两个方面的问题:(1)《自动喷灭火系统设计规范》中提出,如果大空间建筑物超过8m,一般不鼓励使用闭式喷头。我国单层轻钢结构蔬菜大棚车间的高度大多都超过了8米。(2)如果将自动喷水灭火装置安装到了整个车间内部,此时可以将防火分区面积适当的扩大一倍。但是有的丙类三级单层轻钢车间面积达9000m2,即使使用了自动喷水灭火装置防火分区的允许面积只是从3000m2扩大到6000m2,但仍小于9000m2,也就是说扩大一倍的防火分区面积仍不能满足轻钢车间的要求。
  4.独立水幕与防火区
  在蔬菜大棚消防设计中最常采用的方式是用独立的水幕作为防火分隔。用独立水幕做防火分隔虽然不会将车间截成两半,也不会产生大跨度防火卷帘的麻烦,但是在现场应用过程中,单独的水幕分隔同样存在一定的缺陷。(1)独立水幕对水的需求量较大,而且水池造价成本高。例如,一个跨度为36m的水幕,其所需供水量为2L/ms,如果持续2小时的消防过程,则会使贮水量达到518m3,此外,室内外消火栓同样需要贮水量,由此可见独立水幕的使用需要大量的水,不仅造成水资源的浪费,而且贮水量太大也必将导致消防水池的成本提高。(2)在独立水幕启动时,由于水流的冲击作用可能会给生产设备造成不同程度的损失,有时仅在车间内局部出现小范围的火灾,借助水枪或灭火器就可以解决,但是有些轻钢结构蔬菜大棚却启动了独立水幕进行灭火。这种做法也许会造成更大的损失,因此在启动独立水幕时应当严格掌握水幕的启动时机,避免失误动作造成严重损失。因此,在对车间独立水幕进行设计时,一般使用人工手动启动,这样可以提高独立水幕的运行效率。(3)独立水幕无法定期进行维修,无法进行试水检验,从而不能确保整个水幕系统的稳定性。在轻钢结构蔬菜大棚设计工程实践过程中,一些蔬菜大棚业主为了工厂更够早日投产,大多都是先安装生产设备,再安装消防设备。在水幕安装完毕后没有办法进行试水,无法掌握独立水幕的实际喷水情况,只有在火灾发生时才能进行试水,但这却起不到预先防火的作用。因此试水的问题仅能采用先进技术给予适当的解决。例如,在设计水幕的过程中,可以将试水阀门和试水管安装到消防泵房水幕泵的出水管上,这样可以提高水幕泵的检查效率。但是,对于车间上方的水幕喷头与水幕管是否喷水或阻塞无法进行及时的测试。
  5.是否设置室内消火栓的问题
  根据《建筑设计防火规范》大面积的轻钢结构蔬菜大棚可不设置室内消火栓,但根据室内消火栓设置场所的条文解释,对于具备一二级耐火等级的蔬菜大棚,因为内部储存的可燃物比较少,及时出现火灾也不会造成较大的经济损失。例如,如果火灾面积低于100m,而且不会造成较大损失时,在轻钢结构蔬菜大棚内部可以选择不设置消防给水设施。如果果丁戊类轻钢结构蔬菜大棚内部,储存大量可燃物时,如木箱包装机器淬火槽纸箱包装灯泡等,需要将消防给水设施安装到室内。但是丁戊类轻钢结构蔬菜大棚一二级耐火等级建筑物并没有进行十分明确的界定,这就导致设计人员理解及把握程度不同,从而在进行建筑物设计使用时较多可燃物的情况。
  6.其他解决方案
  《建筑设计防火规范》中对四级耐火等级蔬菜大棚的防火间距进行了规定,要求其保持在18m左右。因此,耐火等级为三级,生产类别为丙类的轻钢结构蔬菜大棚可以安装一个18m宽的防火隔离带。但是生产设备上经常会放有一些可燃物,例如生产时使用的原料和橡胶传送带等,如果出现火灾,需要停止机器运转,并借助水枪或者灭火器等控制火灾。但是目前我国建筑消防规范并没有提到这种做法,所有在轻钢结构蔬菜大棚设计中并没有得到实际的应用,
  综上所述,随着建筑行业的发展,轻钢结构蔬菜大棚由于其耐火等级较低建筑面积较大火灾危害性较大等问题为建筑消防行业带来了挑战。因此,需要对消防技术进行改进,以便更好的适应时代步伐,重视轻钢结构蔬菜大棚消防基础上的问题,尽力找到经济性与安全性两者之间的平衡点,采取相应的防范措施,保障我国工业蔬菜大棚的消防安全。

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