淺談《建筑設(shè)計防火規(guī)范》在大型廠房中的應用——以哈大鐵路客運專線廠房設(shè)計為例

張佳璐 趙建華(鐵道第三勘察設(shè)計院集團有限公司，天津300142)

1 規(guī)范依據(jù)

建筑按照使用性質(zhì)劃分為民用建筑和工業(yè)建筑。其中民用建筑分為居住建筑和公共建筑。而廠房屬于工業(yè)建筑。廠房的防火設(shè)計依據(jù)為《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB 50016－2006）（以下簡稱《建規(guī)》）總則第1.0.2條，第5款。而在《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB 50045－95）中，總則第1.0.3條中只規(guī)定了居住建筑和公共建筑的防火范圍。在條文說明中第1.0.4條第3款，說明“高層工業(yè)建筑（指高層廠房和庫房），新修訂的《建規(guī)》已補充了高層工業(yè)建筑防火設(shè)計的內(nèi)容，在設(shè)計中應按《建規(guī)》執(zhí)行”，故廠房的防火設(shè)計只依據(jù)《建規(guī)》，而不在按照高度劃分區(qū)別。

廠房的防火設(shè)計與建筑設(shè)計的思路是一致的。首先確定火災危險性、耐火等級，其次確定防火間距和防火分區(qū)，最后確定防火構(gòu)造。下面以新建鐵路哈爾濱至大連客運專線中涉及到的大型廠房為例。新建哈爾濱至大連鐵路客運專線是我國重要的高速鐵路（以下簡稱哈大客專）。其中涉及到的廠房眾多。從中選取幾個具有代表性的大型廠房，詳細說明防火設(shè)計中的相關(guān)內(nèi)容。在判斷廠房的火災危險性時，主要依據(jù)《建規(guī)》第3.1節(jié)和《鐵路工程設(shè)計防火規(guī)范》（TB 10063－2007）（以下簡稱《鐵規(guī)》）第2章和附錄A。

2 工程案例簡介－火災危險性、耐火等級、防火間距

哈大客專北起哈爾濱市，南止大連市。涉及到的廠房主要有拆遷還建的車輛客整所、鐵路機務段、動車所檢查庫、綜合維修軌道車庫等。其中沈陽客車整備所整備庫、沈陽北動車存車場動車檢修庫及融冰除雪庫、大連動車所動車檢查庫及沈陽機務段小輔修庫最具代表性，面積較大，包含內(nèi)容較多，構(gòu)造復雜。

火災危險性是根據(jù)生產(chǎn)中使用或產(chǎn)生的物質(zhì)性質(zhì)及其數(shù)量等因素確定。沈陽客整所整備庫、沈陽北動車存車場動車檢修庫及融冰除雪庫、大連動車所動車檢查庫均為存放可然固體，依據(jù)《建規(guī)》第3.1.1條，以及《鐵規(guī)》第2.0.2條確定為丙類。而沈陽機務段小輔修庫主要是對不燃燒體進行加工，依據(jù)《鐵規(guī)》，附錄A中，表A.0.1確定為丁類。

耐火等級根據(jù)建筑物的重要性確定。鐵路廠房，依據(jù)《鐵路工程設(shè)計防火規(guī)范》（TB 10063－2007）第2.0.2條，耐火等級不低于二級，特殊情況可以定為一級。

廠房與周邊建筑防火間距的確定。中心廠房防火間距依據(jù)《建規(guī)》第6.0.6條規(guī)定，中心廠房的四周均設(shè)有環(huán)形消防車道，加上建筑周邊散水、排水溝寬度，與四周的耐火等級為二級的建筑物間距均大于10m，滿足《建規(guī)》第3.4.1條規(guī)定。為鐵路運輸生產(chǎn)作業(yè)服務的房屋防火間距根據(jù)《鐵規(guī)》第3.1.4條規(guī)定，與周邊的軌道間距不受限制。這條規(guī)定是與鐵路建筑的生產(chǎn)作業(yè)特殊性有關(guān)，因為鐵路廠房一般均跨越鐵路，軌道橫穿建筑而過，長軸方向兩側(cè)也常有鐵路軌道相鄰。

3 工程案例簡介－防火分區(qū)、安全疏散

根據(jù)《建規(guī)》第3.3.1條，表3.3.1確定廠房的防火分區(qū)。沈陽北動車存車場動車檢修庫及融冰除雪庫、大連動車所動車檢查庫都是按照16輛動車組進庫檢修、作業(yè)設(shè)置廠房的縱墻方向（順軌道方向）。根據(jù)檢修工作量，檢查庫橫墻方向一般布置四條軌道。據(jù)此可以推斷，動車檢查庫的主跨軸線尺寸為468mX36m。橫墻方向（垂直軌道方向）軸線尺寸可以根據(jù)軌道間距，軌道間的檢修作業(yè)情況適當調(diào)整。

沈陽北動車存車場檢修庫主跨尺寸為468.5mX36m，共計4條軌道，火災危險性為丙類。最外側(cè)兩條軌道距外墻軸線尺寸為5m，中間兩條軌道間距為10m，其余軌道間距為8m。合計5+8+10+8+5＝36m。中間兩條軌道間設(shè)置防火墻。主跨中每個兩線（軌道）庫的建筑面積約為8500m2，超出《建規(guī)》表3.3.1中丙類廠房，二級耐火極限防火分區(qū)為8000m2的規(guī)定。與給排水專業(yè)配合，給排水專業(yè)在主跨內(nèi)設(shè)置水炮消防設(shè)施。根據(jù)《建規(guī)》第3.3.3條規(guī)定，當“廠房內(nèi)設(shè)置自動滅火系統(tǒng)時，每個防火分區(qū)的最大允許建筑面積可按本規(guī)范第3.3.1條的規(guī)定增加1.0倍?！敝骺绶謩e用防火墻和邊跨分割，做不同的防火分區(qū)。邊跨滿足8000m2防火分區(qū)要求。

圖1 沈陽北動車存車場檢查庫及邊跨 剖面圖

大連動車運用所檢修庫主跨尺寸為468.5m×33m，4條軌道，火災危險性為丙類。中間2條軌道間距8.5m，兩側(cè)軌道間距7m。最外側(cè)軌道與外墻軸線尺寸為5.5m和5m。合計5.5+7+8.5+7+5=33m。長軸方向同樣滿足16輛動車組檢修作業(yè)。這個庫與沈陽北動車存車場檢查庫主跨的設(shè)置不一樣。4條軌道間中間兩道沒有設(shè)置防火墻分隔。按照一個防火分區(qū)設(shè)置。建筑面積約為15812m2。同樣按照《建規(guī)》第3.3.3條規(guī)定，小于8000X2=16000m2。主跨和邊跨間用防火墻分分割，做不同的防火分區(qū)。

圖2 大連動車運用所檢修庫及邊跨 剖面圖

沈陽客車整備所整備庫是普通列車的整備、修理作業(yè)場所，火災危險性為丙類。他的單節(jié)車輛長度比動車組略長。庫的縱軸方向為523.2m，橫軸方向仍然是4條軌道，尺寸為30.3m。4條軌道間距分別為6m，9.3m，6m，最外側(cè)軌道和外墻軸線間距為4.5m。建筑面積約為15837m2。應建設(shè)單位要求，4條軌道中間2條軌道間不能設(shè)有防火墻，必須滿足日后使用時，軌道之間的作業(yè)聯(lián)系方便。給排水專業(yè)根據(jù)普通鐵路客車的檢修要求，并未設(shè)置自動滅火裝置。所以根據(jù)使用要求，需達到4條軌道，16節(jié)車輛編組的防火分區(qū)面積要求。根據(jù)《建規(guī)》表3.3.1要求，耐火等級必須選擇一級，才能滿足面積要求。軌道間不設(shè)置任何防火隔斷。

圖3 沈陽客車整備所整備庫 剖面圖

沈陽機務段小輔修庫是滿足機車維修作業(yè)用的。按照《鐵規(guī)》，附錄A中，表A.0.1劃分為丁類。小輔修庫的主跨軸線尺寸為126.1X24m，主跨共跨3條軌道。軌道間距分別為7m，7m。最外側(cè)軌道和外墻軸線尺寸為5m。總計：5+7+5+7=24m。建筑面積約為3118m2。邊跨尺寸為12m。如不設(shè)防火墻，仍能滿足《建規(guī)》表3.3.1中，丁類房屋，二級耐火極限的要求。但根據(jù)邊跨房屋的使用性質(zhì)，局部房屋使用防火墻和防火門（窗）與主跨分割。

這四類廠房在主跨側(cè)均有邊跨臨建，用防火墻分隔，分成不同的防火分區(qū)。在防火墻上設(shè)有防火門或防火窗。邊跨一般為辦公、設(shè)備房間，按照民用建筑防火規(guī)范的相關(guān)章節(jié)執(zhí)行。

主跨作為一個獨立的防火分區(qū)，按照廠房相關(guān)章節(jié)執(zhí)行。主跨根據(jù)《建規(guī)》第3.7.1條，第3.7.4條規(guī)定，每個防火分區(qū)均應設(shè)置2個安全出口，且間距不應小于5m，不應大于表3.7.4規(guī)定。沈陽北動車存車場檢查庫及邊跨、大連動車運用所檢修庫及邊跨、沈陽客車整備所整備庫按照丙類，一、二級耐火等級設(shè)置，80m為廠房內(nèi)任一點到最近安全出口的距離。沈陽機務段小輔修庫為丁類，疏散間距不限。但如果按照這個間距設(shè)置安全出口，實際疏散是有困難的。廠房內(nèi)橫向有軌道穿過。軌道上方一般停有火車，下方有檢查坑。人員疏散時，存在跨越軌道或繞行廠房端部疏散兩種方式?？缭杰壍罆r，可以通過檢查坑的臺階跨越，但疏散效果、速度、距離均有一定折減。在跨越檢查坑時，頭頂上方凈高不滿足人體正常通過高度（此高度參照防火門高度）。如果繞行廠房端部疏散，安全疏散出口間距必須按照疏散折線距離計算，折線距離應滿足《建規(guī)》表3.7.4規(guī)定。兩種路徑的疏散均有其合理成分，應該通過消防性能化實驗及模擬來說明檢修作業(yè)時，最不利環(huán)境下的人員疏散情況，合理布置安全出口數(shù)量和位置。

防火分區(qū)是在火災危險性和耐火等級確定后劃分的。但根據(jù)《建規(guī)》第3.3.3條規(guī)定，當廠房內(nèi)設(shè)置自動滅火系統(tǒng)時，防火分區(qū)的最大允許建筑面積可增加1.0倍。而根據(jù)第3.2.4條第1款規(guī)定，“設(shè)置自動滅火系統(tǒng)的單層丙類廠房”二級耐火等級建筑的梁、柱可采用無防火保護的金屬結(jié)構(gòu)。第3.2.8條規(guī)定“二級耐火等級廠房的屋頂承重構(gòu)件可采用無保護層的金屬構(gòu)件……”。這些條文表明，二級建筑的金屬構(gòu)件的實際耐火極限時間小于表3.2.1規(guī)定。嚴格意見來說不是真正的二級耐火極限。所以，在廠房防火分區(qū)，結(jié)構(gòu)構(gòu)件防火保護措施，構(gòu)件耐火極限時間三項同時執(zhí)行表3.3.1、條文第3.3.3條、條文第3.2.4條、表3.2.1時，之間存在邏輯關(guān)系的矛盾。防火分區(qū)依據(jù)依據(jù)表3.3.1和條文第3.3.3條（火災危險性、耐火等級）確定。而條文第3.2.4條又降低的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐火極限時間，使得建筑不是真正意義上的二級建筑。將表3.3.1劃分防火分區(qū)面積的基礎(chǔ)（耐火等級）顛覆。兩者之間存在嵌套和死循環(huán)的邏輯關(guān)系。

4 工程案例簡介－防火構(gòu)造、其他

沈陽北動車存車場檢查庫及邊跨內(nèi)外墻正負零以下采用M7.5水泥砂漿砌MU10普通燒結(jié)磚，正負零以上采用M5.0混合砂漿砌KP1粘土承重多孔磚，墻厚240mm。KP1粘土承重多孔磚240mm的耐火極限為5.5小時，滿足耐火等級為二級建筑的防火墻3h時間要求。二層房屋外墻采用M5.0混合砂漿砌陶?；炷量招钠鰤K（框架結(jié)構(gòu)體系），200mm厚，耐火極限時間為8h。所有外墻保溫材料均采用100mm厚聚苯乙烯泡沫板。依據(jù)《建規(guī)》第3.2.5條，第1款確定。而“關(guān)于印發(fā)《民用建筑外保溫系統(tǒng)及外墻裝飾防火暫行規(guī)定》的通知（公通字[2009]46號）”中，并未提及工業(yè)建筑的外墻保溫材料，只是規(guī)定了民用建筑外保溫系統(tǒng)和外墻裝飾的防火要求。大連動車運用所檢修庫及邊跨內(nèi)墻正負零以下采用M10水泥砂漿砌頁巖實心磚，正負零以上采用M7.5混合砂漿砌頁巖實心磚，墻厚200mm；二層房屋內(nèi)墻：采用M5.0混合砂漿砌陶?；炷量招钠鰤K，墻厚200mm。均滿足耐火極限要求。沈陽客車整備所整備庫、沈陽機務段小輔修庫的墻體同樣能滿足耐火極限要求。大連動車運用所檢修庫、沈陽客車整備所整備庫、沈陽機務段小輔修庫這三個廠房，都采用了鋼結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)用防火涂料來達到耐火極限時間要求。耐火等級為一級沈陽客車整備所整備庫柱需達到3h以上，梁2h以上。大連動車運用所檢修庫及邊跨為二級耐火等級，柱為2.5h以上，梁為1.5h以上。沈陽機務段小輔修庫火災危險性為丁類，鋼柱和鋼梁可不涂防火涂料。在選擇防火涂料的兩個廠房中，都標明了采用薄型防火涂料，達到相應的耐火等級建筑要求的耐火極限時間。但根據(jù)《建規(guī)》續(xù)表8，第154頁，薄型防火涂料只能達到7mm，1.5小時。在《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施（2009版）――建筑產(chǎn)品選用技術(shù)（建筑·裝修）》中，第180頁，分別列舉了超薄型、薄型、厚型三種防火涂料類型的適用厚度。其中薄型厚度大于3mm，小于7mm，按照《建規(guī)》的規(guī)定，耐火極限只能是1.5小時以下。所以，根據(jù)二級耐火建筑的要求，鋼柱應該選擇厚型防火涂料，并應選擇室內(nèi)型。二級耐火等級的建筑鋼梁可以選擇薄型、厚型的任一種，一級耐火等級的建筑鋼梁應選擇厚型防火涂料。

在防火門、窗的選擇上，主要依據(jù)其所在的具體位置和所維護房間的內(nèi)容來確定等級。鐵路廠房中，建筑通常是綜合樓，里面囊括了眾多專業(yè)的用房。防火墻上的門、窗，均應選擇甲級。而在其中的設(shè)備房間里，通常是有氣體消防設(shè)施的。氣體消防，對房間的四周有耐壓及耐火極限要求。在《氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB50370－2005）第3.2.5條中規(guī)定，“防護區(qū)圍護結(jié)構(gòu)及門窗的耐火極限不宜低于0.5h；吊頂?shù)哪突饦O限不宜低于0.25h?！保@些耐火極限要求，選擇丙級防火門、窗就可以滿足要求。其他位置的隔墻，有耐火極限時間要求，在1.5h以上的，不是防火墻的，一般采用乙級防火門；和疏散有關(guān)的門，也一般采用乙級防火門。

在哈大客專這幾個廠房中，排煙方式均采用可開啟外窗的自然排煙方式。自然排煙利用建筑內(nèi)氣體遇熱流動的特點，可靠性高、投資少、管理維護簡便的優(yōu)點。依據(jù)《建規(guī)》第9.1.3條、第9.2.1條設(shè)置。主跨在外墻處布置可開啟外窗。高窗采用手動開窗器。

根據(jù)第9.2.4條規(guī)定，“……自然排煙口距該防煙分區(qū)最遠點的水平距離不應超過30m”。在大連動車運用所檢修庫的主跨中，就是在B軸外墻未設(shè)置可開啟外窗，（見圖4、大連動車運用所檢修庫及邊跨、剖面圖）使得排煙口至防煙分區(qū)最遠點超過30m，主跨跨度為33m。在B軸墻體處增加機械排煙裝置，在30m處，屋面梁下方500高的位置焊接擋煙垂壁。在B軸外墻增設(shè)開啟扇，加開窗器。于39軸至54軸設(shè)置機械排煙裝置（詳見圖4-5）。

圖4 大連動車運用所檢修庫及邊跨 局部立面圖

圖5 大連動車運用所檢修庫及邊跨 結(jié)構(gòu)局部圖

而沈陽北動車存車場檢查庫及邊跨是主跨兩側(cè)均設(shè)置可開啟外窗，主跨跨度為36m，（見圖1 沈陽北動車存車場檢查庫及邊跨 剖面圖）滿足防火規(guī)范要求。沈陽機務段小輔修庫主跨為24m，雖然只單側(cè)外墻設(shè)置了可開啟外窗，但仍然滿足排煙口間距的設(shè)置要求。

5 結(jié)語

廠房做為哈大客專的代表性建筑類型之一，建筑造型，建筑創(chuàng)意并不能突出鐵路行業(yè)本身的特點。但對于防火規(guī)范的遵守與使用，有著自身行業(yè)特點。建筑體量巨大，火車車輛的進入，使建筑本身成為一個容納機器和人的場所。人的疏散及消防需兼顧火車車輛、鐵路軌道的影響。建筑火災危險性及耐火等級的定位，又必須考慮其容納的火車車輛的特征，尤其是近年來高速鐵路的發(fā)展，使得高速列車動車組檢修、維護工作加大。車輛本身價格昂貴。建筑提高等級所耗費的資金遠遠小于車輛本身。所以，再進一步研究、修訂防火規(guī)范時，需量化火車車輛對人、建筑的影響，適量提高相應的等級要求。

[1]《建筑設(shè)計防火規(guī)范》，北京：中國人民共和國建設(shè)部，中國人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局，GB 50016-2006

[2]《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》，北京：國家技術(shù)監(jiān)督局，中華人民共和國建設(shè)部，GB 50045－95

[3]《民用建筑設(shè)計通則》，北京：中華人民共和國建設(shè)部，中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局，GB 50352-2005

[4]《氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》，北京：中華人民共和國建設(shè)部，中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局，GB50370-2005

[5]《鐵路工程設(shè)計防火規(guī)范》，中華人民共和國鐵道部，TB 10063-2007，J774-2008

[6]《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施（2009版）―建筑產(chǎn)品選用技術(shù)（建筑·裝修）》，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部工程質(zhì)量安全監(jiān)管司、中國建筑標準設(shè)計研究院，ISBN 978-7-80242-457－9