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近年來，醫(yī)藥、物流、集成電路等新型技術(shù)產(chǎn)業(yè)逐漸成為工業(yè)建設(shè)的主流，它們既是傳統(tǒng)工業(yè)的延伸，又在其基礎(chǔ)上有所創(chuàng)新，在建筑結(jié)構(gòu)以及設(shè)計理念上與傳統(tǒng)工業(yè)都有很大差別。以近期國內(nèi)大規(guī)模集成電路項目實例，有針對性的提出了工業(yè)建筑消防安全系統(tǒng)面臨的新問題，就工業(yè)項目大空間消防設(shè)計發(fā)展的若干問題進行了探討。

    關(guān)鍵詞：工業(yè)建筑 潔凈室 大空間消防設(shè)計

    1、工程實例基本情況

    集成電路制造(北京)有限公司新建廠區(qū)位于北京經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)(BDA)總建筑面積34萬m2，一期建筑面積18萬m2，主要建成8英寸芯片廠房FAB4、12英寸芯片廠房FAB5、支持廠房FAB6C、辦公樓O/S2、動力站CUB2等。

    本項目設(shè)計根據(jù)集成電路發(fā)展趨勢，基本以計算機市場、消費類市場和通訊類市場為主導(dǎo)，建設(shè)8英寸和12英寸芯片生產(chǎn)線，實現(xiàn)芯片制 造的規(guī)模化生產(chǎn)。FAB4、FAB5、FAB6C號建筑是該項目的核心建筑，除FAB6C廠房與輔助辦公樓貼鄰建造外，各廠房在建筑結(jié)構(gòu)和消防設(shè)計上基本 相同，本文以FAB6C為重點，介紹和分析工業(yè)項目中消防設(shè)計出現(xiàn)的新問題和解決辦法，為今后類似項目的建設(shè)提供一定的參考資料。

    2、大空間形式

    (1)建筑結(jié)構(gòu)

    FAB6C廠房，結(jié)構(gòu)體系采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)，局部為鋼筋砼梁、板結(jié)構(gòu)，建筑主體共設(shè)置5個結(jié)構(gòu)層，層高為 6.8m+5.6m+8.Om+5.6m+5.Om，總高度31m，建筑面積40071.11m2，丙類生產(chǎn)，二級耐火等級。一層為輔助動力設(shè)備及生產(chǎn)用各種氣體、液體制備用房。二層為技術(shù)下夾層，三層為生產(chǎn)層，四層為(空調(diào)機房，排氣機房)設(shè)備用房，局部五層輔助用房。其中二、三層均為潔凈間，二、三層 間設(shè)置穿孔率式的“華夫板”，建筑四周均布置為通至四層風(fēng)機房的回風(fēng)井，形成上、下的回風(fēng)區(qū)。生產(chǎn)時用強力風(fēng)自上而下充滿全室，以保證生產(chǎn)廠房的潔凈、恒 溫、恒濕、防靜電等生產(chǎn)要求。

    (2)穿孔樓板——大空間設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

    超大規(guī)模集成電路對生產(chǎn)環(huán)境要求極為嚴格，要求廠房具有潔凈、恒溫恒濕、防微振、防水、防火、防爆、防腐蝕、防靜電等功能。 FAB6C根據(jù)生產(chǎn)工藝要求建設(shè)ISO5.5級（1000@0.3μm）潔凈室，采用FFU(帶超高效過濾器的送風(fēng)單元)、干冷卻盤管加集中新風(fēng)系統(tǒng)，天 花板上安裝FFU，滿布率約為18%，新風(fēng)經(jīng)過集中處理后，送入回風(fēng)豎井，與回風(fēng)混合，經(jīng)FFU進人生產(chǎn)區(qū)，回風(fēng)經(jīng)過架空地板、穿孔樓板至下技術(shù)層，并經(jīng) 過干冷卻盤管冷卻后至側(cè)面的回風(fēng)豎井。為了實現(xiàn)高潔凈度的環(huán)境，在該項目中采用了穿孔樓板設(shè)計，它是一種穿孔率達25%、厚0.8m的鋼筋混凝土樓板，穿 孔成圓柱狀，成矩陣分布，用于實現(xiàn)自上夾層→生產(chǎn)層→下夾層的垂直送風(fēng)。在一般的建筑設(shè)計中，樓板基本是封閉式的，并具有一定的耐火極限。而穿孔樓板是均勻穿孔，上下連通，打破了一般設(shè)計模式。

    參照國內(nèi)外新建的集成電路工程，潔凈生產(chǎn)區(qū)的下技術(shù)夾層和生產(chǎn)層視為共同空間，該工程中生產(chǎn)廠房第二、三層按一個防火分區(qū)進行設(shè)計(單層建筑面積8816.14m2，層高5.6m+8.0m)。

 3、大空間建筑結(jié)構(gòu)火災(zāi)危險分析

    (1)新型的建筑結(jié)構(gòu)突破了傳統(tǒng)的防火分區(qū)的劃分，增大了火危險性。首先是平層防火分區(qū)放大，一旦發(fā)生火災(zāi)事故，火災(zāi)水平方向蔓延性增大。其次是，穿孔樓板設(shè)計不同常規(guī)，生產(chǎn)層和下技術(shù)夾層形成大空間設(shè)計[V=8816.14m2X×5.6m+8.0m)=119900m3)，增大了豎向火災(zāi)蔓延的可能。

    (2)穿孔樓板設(shè)計增大了火災(zāi)探測和自動滅火設(shè)施滅火的難度。常規(guī)情況下，火災(zāi)探測器一般是布置在頂棚，自動噴淋下噴型噴頭布置在吊頂處，直立型、下垂型噴頭也要距頂棚有7.5—15cm的距離，一旦發(fā)生火災(zāi)事故，煙氣和熱量上升迅速聚集在上部空間，感煙、感溫探測器可以及時報警(相關(guān)聯(lián)動)，自動噴頭的熱敏感元件吸收足夠的熱量時動作，噴頭放水聯(lián)動消防泵啟泵。本工程中由于采用了“華夫板”設(shè)計。在二至三層樓板處開孔率達到25%，該樓板設(shè)計對于聚煙集熱產(chǎn)生了一定的影響，降低了常規(guī)探測器和自動噴頭的有效性。

    (3)此外。在生產(chǎn)工藝中，局部使用易燃易爆氣體、液體，大量的用電設(shè)備、電力傳輸設(shè)備和電纜等電氣設(shè)施，以及公樓與廠房帖鄰建造，均提高了建筑的火災(zāi)危險性。

    4、對于大空間設(shè)計有關(guān)問題的應(yīng)對措施

    (1)針對工程中出現(xiàn)的特殊問題，依據(jù)有關(guān)法律法規(guī)，召開專家論證會。

    對于該工程在特殊條件下出現(xiàn)的大防火分區(qū)、在空間、消防設(shè)施設(shè)計以及高層廠房與高層辦公樓貼建等特殊問題，目前國家法律法規(guī)尚未涵蓋。為了解決這些問題，及時滿足建設(shè)發(fā)展的需求，根據(jù)《建筑工程消防監(jiān)督審核管理規(guī)定》(中華人民共和國公安部第30號令)，該項目于2003年6月13 日進行了消防設(shè)計專家論證，論證會由北京會公安局消防局、北京經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)管理委員會組織實施，包括來自公安部消防局、中國建筑科學(xué)研究院建筑防火所、中國電子工程設(shè)計院、《潔凈廠房設(shè)計規(guī)范》規(guī)范編寫組等的知名專家以及建設(shè)、設(shè)計、有關(guān)主管部門人員到會，與會專家對該項目的消防設(shè)計進行了充分的論證和 分析，會議通過了中芯項目大空間設(shè)計問題的解決方案，并形成紀要。

    (2)消防設(shè)施設(shè)計，增加安全系數(shù)。在消防設(shè)施方面，中芯環(huán)球項目基本采取了“全保護”的設(shè)計思路，在相關(guān)部位設(shè)置了自動噴水滅火系統(tǒng)、水噴霧滅火系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)、火災(zāi)自動報警及防排煙系統(tǒng)等。專家論證會在肯定了原設(shè)計的基礎(chǔ)上，提出了以下的意見，作為特殊問題的解決方案。

    (1)在FAB廠房中全面設(shè)置快速反應(yīng)噴頭。

    (2)在FAB廠房上夾層設(shè)置機械排煙系統(tǒng)。

    (3)在廠房中除設(shè)置常規(guī)的感煙、感溫探測器外，在各回風(fēng)口處設(shè)置空氣采樣火災(zāi)報警系統(tǒng)。

    (4)對于廠房中生產(chǎn)、輸送、儲存易燃易爆物品的區(qū)域做好嚴格控制，在此基礎(chǔ)上同意廠房按丙類火火災(zāi)危險性確定，同時應(yīng)做好有關(guān)防爆措施。

    (5)同意大分區(qū)、大空間、高層辦公樓和高層廠房貼鄰建造。

目前，該項目已順利通過消防驗收，并于2004年9月正式投入使用。

    5、大空間及特殊工業(yè)項目消防工程技術(shù)發(fā)展的若干思考

    5.1工業(yè)項目的不斷發(fā)展還會帶來更新型的工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)。

    近年來，國內(nèi)不斷引進和發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，大規(guī)模集成電路工業(yè)就具有一定的代表性，這些項目呈現(xiàn)出以下的發(fā)展趨勢：

    (1)規(guī)模大，常規(guī)工業(yè)項目由于本身生產(chǎn)工藝的局限和國家法律法規(guī)的限制，建筑規(guī)模多控制在二至三萬平方米以下，而現(xiàn)今越來越多的出現(xiàn)了更大型工業(yè)項目，單棟廠房長數(shù)百米、建筑規(guī)模在十幾萬甚至幾十萬平方米以上的情況均成為可能。

    (2)單元空間大，為滿足工藝布置要求，確保生產(chǎn)的連續(xù)性，其一個空間的長、寬、高，會遠超出現(xiàn)行規(guī)范的規(guī)定。

    (3)潔凈度高，因高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)多集中在電子、醫(yī)藥、科研領(lǐng)域，隨著生產(chǎn)工藝的需求，其防菌、防塵、防靜電的要求也有所提高，而高潔凈度工藝對建筑結(jié)構(gòu)也有著新的要求。

    (4)機械化強，為實現(xiàn)較高的生產(chǎn)率，大量采用先進的機械化設(shè)備，連續(xù)性強，工作人員相對較少。

    (5)設(shè)備昂貴，設(shè)備的價值逐漸高過建筑本身。這些都給消防工作在設(shè)計思路、審核驗收、使用管理都帶來了新課題，值得進一步研究。

    5.2不斷發(fā)展創(chuàng)新消防科學(xué)技術(shù)，提高消防設(shè)施的適用性和有效性。

    現(xiàn)有自動消防設(shè)施設(shè)計都是基于一定的建筑模式和保護對象，但是一旦出現(xiàn)特殊的建筑結(jié)構(gòu)或更大、更新的保護對象時，在一定程度上就會失去適用性或降低有效性。例如在大規(guī)模集成電路生產(chǎn)線設(shè)計中，一是穿孔樓板會降低普通火災(zāi)探測器和自動噴淋頭的有效性，因而需要采用空氣采樣報警系統(tǒng)和快 速反應(yīng)噴頭等其它措施作為彌補；二是對于芯片生產(chǎn)線，一旦發(fā)生火災(zāi)事故，自動噴淋系統(tǒng)及時動作，可以有效撲滅火災(zāi)，同時還要考慮到，火災(zāi)被撲滅后，水有可能對設(shè)備進行了進一步破壞或污染，后者的結(jié)果可能會更為嚴重，甚至?xí)?dǎo)致停產(chǎn)停工，反而增加了損失。因此，此類工程中自動噴淋系統(tǒng)的設(shè)置，不具備完整的適 用性。然而目前氣體滅火系統(tǒng)還不能完全勝任大面積和大型電氣設(shè)備的滅火，為了滿足擴大防火分區(qū)的要求，同時還要考慮對建筑、設(shè)備和人員進行一定程度的保護，自動噴淋系統(tǒng)就體現(xiàn)出其“不可替代”性。從各方面來看，傳統(tǒng)自動消防設(shè)施設(shè)計面臨新的挑戰(zhàn)，消防科學(xué)技術(shù)還要不斷創(chuàng)新，在新產(chǎn)品和新技術(shù)開發(fā)領(lǐng)域還要進一步加深研究，以滿足日益發(fā)展的建設(shè)需求。

    5.3性能化設(shè)計的發(fā)展

    性能化消防設(shè)計方法，最初開始于70年代后期，在80年代中期，日本和英國將性能化消防設(shè)計方法引入到建筑防火設(shè)計過程中，90年 代初期，澳大利亞和新西蘭等國家建立了自己的規(guī)范框架和設(shè)計方法。目前，我國已經(jīng)開始在此領(lǐng)域做出嘗試，加緊完善有關(guān)機制、組織和進行科技攻關(guān)，而且已有性能化設(shè)計在消防工作中應(yīng)用的實例，在將來，隨著越來越多的新型建筑的出現(xiàn)，在建筑消防設(shè)計中會不斷遇到這樣或那樣的新問題，而性能化設(shè)計必將會不斷完善 成熟，并被廣泛應(yīng)用于解決這些特殊問題，成為特殊建筑項目消防安全設(shè)計可行性的有力科學(xué)判定依據(jù)，工業(yè)項目的建設(shè)發(fā)展也會從中受益匪淺。

 5.4保險公司的介入

    從國內(nèi)外工業(yè)的發(fā)展趨勢來看，越來越多的保險公司介入了消防安全設(shè)計及實施，以筆者親身接觸的工業(yè)項目實例，有星網(wǎng)(國際)工業(yè)園 北京諾基亞移動通信有限公司廠區(qū)、北京通用電氣華倫醫(yī)療設(shè)備有限公司新建廠區(qū)、日本揖斐電電子有限公司北京廠區(qū)、富士康精密組件(北京)有限公司北京手機 廠等，以及本文中工程實例，在這些項目中，保險公司起到了火災(zāi)危險評估，消防產(chǎn)品認證，施工質(zhì)量監(jiān)督，火災(zāi)損失保險賠付等作用，取得了良好的實際效果，具有一定的代表性，在今后國內(nèi)的項目建設(shè)中，國內(nèi)外保險公司介入消防設(shè)計及實施是一種發(fā)展方向。

    5.5不斷完善消防體系

    一是要完善有關(guān)法律法規(guī)和技術(shù)規(guī)范，形成對新問題的“快速應(yīng)對”機制。從目前來看，在建筑領(lǐng)域新事物、新問題大量出現(xiàn)，而相關(guān)法 律、法規(guī)和技術(shù)規(guī)范有一定的滯后性，同樣的問題經(jīng)常要逐一論證解決，在某種程度上浪費了人力物力和時間，造成了不必要的損失。因此，迫切需要建立一套有效地快速應(yīng)對機制，要求在最短的時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)新問題并進行歸納總結(jié)，及時修改有關(guān)法律法規(guī)，形成“建立信息庫——發(fā)現(xiàn)特殊問題——論證+性能化設(shè)計／火災(zāi)危險評估——形成結(jié)論——錄入信息庫——總結(jié)規(guī)律和解決方法——完善修改有關(guān)法律法規(guī)、技術(shù)規(guī)范條款——解決今后類似問題”的機制，此套機制是否有效關(guān)鍵在于 信息的統(tǒng)一收集和規(guī)范條款修改周期的縮短。二是要完善消防新技術(shù)、新方法、新模式的法律基礎(chǔ)，目前國內(nèi)對于性能化設(shè)計、火災(zāi)危險評估的應(yīng)用以及保險公司的介入還缺少一定的法律支持。而這些新技術(shù)新方法新模式在將來的消防工作中將會扮演起重要的角色，只有建立健全相關(guān)法律依據(jù)，才能使它們真正付諸實施。三是 要加強消防領(lǐng)域的科學(xué)研究，包括建筑防火、生產(chǎn)工藝防火、自動滅火、消防安全判定、火災(zāi)救援在內(nèi)的各項科研工作均要有一定的前瞻性，同時還要不斷學(xué)習(xí)國外的先進經(jīng)驗，加快我國消防工作現(xiàn)代化建設(shè)的進程。

    以上是筆者結(jié)合具體工程項目對于工業(yè)項目大空間消防設(shè)計的探討，不盡之處，請予指教。

    參考文獻

    1《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GBJ16—87(2001年版)

    2《潔凈廠房設(shè)計規(guī)范》GB50073—2001

    3宋光積.《生產(chǎn)工藝防火》.中國人民武裝警察部隊學(xué)院

    4惠中玉.《工業(yè)企業(yè)防火工程》.公安大學(xué)出版社