■ 邱小兵 四川晨光工程設(shè)計院有限公司
精細(xì)化工是化工企業(yè)眾多門類中的一個大類,它的特點(diǎn)是規(guī)模不大,種類繁多,原料和產(chǎn)品也可能涉及危化品,但存儲量和生產(chǎn)量都不大,危害性相對較低。長期以來,精細(xì)化工企業(yè)沒有專門的防火設(shè)計規(guī)范,一直都是按照《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(以下簡稱《建規(guī)》)設(shè)計,2013 年,國家安監(jiān)總局發(fā)布了《安監(jiān)總管三(2013)76號》,根據(jù)文件的規(guī)定,凡涉及“兩重點(diǎn)一重大”的項目,在規(guī)范的選擇上,應(yīng)按《建規(guī)》《石油化工企業(yè)設(shè)計防火標(biāo)準(zhǔn)》(以下簡稱《石化規(guī)》)及文件提及的其他幾本規(guī)范的最嚴(yán)格條款執(zhí)行。在此之前,精細(xì)化工企業(yè)基本按《建規(guī)》進(jìn)行總圖設(shè)計,而《石化規(guī)》的總圖間距比《建規(guī)》大得多,以甲類廠房為例,《建規(guī)》甲類廠房之間的距離為12m,《石化規(guī)》為30m,間距標(biāo)準(zhǔn)提高了很多。對于新建的精細(xì)化工企業(yè),如果采用《石化規(guī)》設(shè)計,土地利用率明顯下降;對于大部分按《建規(guī)》設(shè)計的已建企業(yè),總圖布局不符合文件精神,可能既有生產(chǎn)還能進(jìn)行,但改建、擴(kuò)建、更新生產(chǎn)工藝將受限。同時,由于全國范圍內(nèi)化工廠出過幾次嚴(yán)重安全事故,各地主管部門對化工企業(yè)的安全檢查相當(dāng)頻繁,為防止出現(xiàn)紕漏,設(shè)計、審查層層加碼,均按各規(guī)范最嚴(yán)格條款執(zhí)行。
精細(xì)化工企業(yè)所含?;锏目偭肯鄬τ谑髽I(yè)來說,是比較小的,危險性也不大,這種一刀切的方式無形中抬高了企業(yè)準(zhǔn)入門檻,增加了建造和運(yùn)行成本,對企業(yè)相當(dāng)不利。2020 年1 月,專門為精細(xì)化工企業(yè)設(shè)計編制的規(guī)范《精化規(guī)》頒布,并于2020 年10 月1 日施行,解了企業(yè)燃眉之急,也使得設(shè)計有規(guī)可循。
在設(shè)計過程中,通過與《建規(guī)》《石化規(guī)》的對比發(fā)現(xiàn),《精化規(guī)》是在《建規(guī)》《石化規(guī)》的基礎(chǔ)上,針對精細(xì)化工產(chǎn)品種類多、原料和產(chǎn)品產(chǎn)量小的特點(diǎn)而專門制定的,既有聯(lián)系又有區(qū)別,在安全性上比另兩個規(guī)范有松有緊。在廠房間距上,《精化規(guī)》部分沿用了《建規(guī)》的標(biāo)準(zhǔn),比如封閉式甲類廠房的間距仍然為12m,但多了敞開式廠房的間距15m 的條款,這樣既維護(hù)了《建規(guī)》有效性,又給設(shè)計師更多選擇余地。
相比《建規(guī)》和《石化規(guī)》,《精化規(guī)》的篇幅較少,不少條文語言簡單,條文解釋也不透徹,給理解規(guī)范帶來一定困難。作者通過近兩年對《精化規(guī)》在多個工程設(shè)計中的運(yùn)用實(shí)踐后,發(fā)現(xiàn)一些問題,也和編委做過一些交流,有一些心得??偟膩碚f,《精化規(guī)》在具體條文上,對《建規(guī)》《石化規(guī)》有聯(lián)系和繼承,也有細(xì)化和改進(jìn),下面通過幾個方面來闡述。
《精化規(guī)》第8.1.7 條:嚴(yán)禁可燃?xì)怏w和甲、乙、丙類液體的設(shè)備及管道穿越廠房內(nèi)防火分區(qū)的樓板、防火墻及聯(lián)合廠房的相鄰?fù)鈮Φ姆阑饓?,其他設(shè)備及管道必須穿越時,應(yīng)采用與樓板、防火墻及外墻相同耐火極限的不燃防火材料封堵。
《精化規(guī)》第8.2.1 條:廠房的高度、層數(shù)和每個防火分區(qū)的最大允許建筑面積應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB 50016《建筑設(shè)計防火規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定。
《建規(guī)》第3.3.1 條:除本規(guī)范另有規(guī)定外,廠房的層數(shù)和每個防火分區(qū)的最大允許建筑面積應(yīng)符合表3.3.1 的規(guī)定。
《建規(guī)》第6.1.5 條:防火墻上不應(yīng)開設(shè)門、窗、洞口,確需開設(shè)時,應(yīng)設(shè)置不可開啟或火災(zāi)時能自動關(guān)閉的甲級防火門、窗??扇?xì)怏w和甲、乙、丙類液體的管道嚴(yán)禁穿過防火墻。防火墻內(nèi)不應(yīng)設(shè)置排氣道。
《精化規(guī)》在8.2.1 條規(guī)定,防火分區(qū)面積按照《建規(guī)》執(zhí)行,但它劃分防火分區(qū)的原則,比《建規(guī)》更加詳細(xì)且有針對性,《精化規(guī)》第8.1.7 條明確提出:“嚴(yán)禁可燃?xì)怏w和甲、乙、丙類液體的設(shè)備及管道穿越廠房內(nèi)防火分區(qū)的樓板、防火墻及聯(lián)合廠房的相鄰?fù)鈮Φ姆阑饓Α?,相比而言,《建?guī)》在6.1.5 條提出“可燃?xì)怏w和甲、乙、丙類液體的管道嚴(yán)禁穿越防火墻”,未提可燃?xì)怏w和甲、乙、丙類液體的管道和設(shè)備穿越樓板的情況,只是在表3.2.1 列出樓板耐火時間,該樓板是否能被設(shè)備穿越,并沒有細(xì)講。
從《建規(guī)》6.1.5 條關(guān)于防火墻的規(guī)定上理解,樓板不應(yīng)該被穿越,否則防火分區(qū)被打穿了。但《建規(guī)》第3.4.6 條“用不燃材料制作的室外設(shè)備,可按一二級耐火等級建筑確定”的規(guī)定,變相承認(rèn)金屬設(shè)備的外殼具有一二級耐火等級,雖然講的是室外設(shè)備,但很多設(shè)計師將其運(yùn)用至室內(nèi),將其當(dāng)做樓板的變形延伸,這樣就可以按層劃分防火分區(qū)。
在實(shí)際工程中,很多設(shè)備穿越兩層甚至幾層樓板,由于設(shè)備安裝的原因,設(shè)備周邊與樓板是有縫隙的,這個縫隙很大,且有的反應(yīng)釜有高溫,用防火材料封堵也堵不密實(shí),所以也樓板實(shí)際上不能起到隔斷兩個防火分區(qū)的作用。因此,《精化規(guī)》的分區(qū)方法更嚴(yán)謹(jǐn),更符合生產(chǎn)實(shí)際情況。
按照《精化規(guī)》進(jìn)行豎向分區(qū)后,也出現(xiàn)比較大的弊端,就是幾層樓疊加計算防火分區(qū)面積,實(shí)際上每層能使用的建筑面積將大幅度減少,單棟面積也大幅減少,這不符合精細(xì)化工企業(yè)廠房建設(shè)原則。
精細(xì)化工企業(yè)的生產(chǎn)特性是多產(chǎn)品、小產(chǎn)量、轉(zhuǎn)型快,其對廠房的需求是單層大面積,根據(jù)市場信息靈活布置生產(chǎn),應(yīng)預(yù)留轉(zhuǎn)產(chǎn)空間,所以小面積的樓層平面給設(shè)備布置會造成很大困難。
要解決這個問題,有三個方法:一是提高建筑的耐火等級,二個是采用自動滅火系統(tǒng),三是做敞開式廠房。
1.提高耐火等級
常規(guī)設(shè)計中,一般將廠房耐火等級設(shè)計為二級,這是綜合考慮建筑成本、建造難度、防火分區(qū)面積適中等多因素的結(jié)果。在需要增加面積的要求下,可將其提至一級,如多層甲類廠房的防火分區(qū)面積可由2000m2提至3000m2,這種做法比較適合鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),對于鋼結(jié)構(gòu),則耐火構(gòu)造復(fù)雜,且成本投入多。
2. 增加自動滅火系統(tǒng)
根據(jù)《建規(guī)》3.3.3 條規(guī)定,采用自動滅火系統(tǒng)后防火分區(qū)面積可增加1 倍,這樣結(jié)合上一條提高耐火等級的措施,防火分區(qū)面積可增加2 倍,以甲類多層廠房為例,二級耐火等級為2000m2,提高至一級后面積為3000m2,再加上自動滅火系統(tǒng)后面積為6000m2,是最初面積的3 倍,較好地解決了面積不足的問題。但自動滅火系統(tǒng)首先會增加造價,其次有的化學(xué)物質(zhì)與水反應(yīng),水和泡沫系統(tǒng)不能用,能選擇的自動滅火系統(tǒng)有限。
3. 建敞開式廠房
《精化規(guī)》8.3.1 條第2 小條提出對甲、乙、丙類敞開式廠房的防火分區(qū)面積不做限定,可按照工藝要求來確定,所以敞開式廠房可以有效解決防火分區(qū)面積受限的困難。但不是每種生產(chǎn)工藝都能敞開,特別是由于精細(xì)化工企業(yè)的生產(chǎn)特性是小而雜,同一層樓里有多個產(chǎn)品在生產(chǎn),適合敞開和不能敞開的都聚在一起,同時還有環(huán)保方面的要求,有的不能敞開。所以在條件許可下,可按照半敞開廠房設(shè)計,封閉部分計算防火分區(qū)面積,敞開部分防火分區(qū)面積不做限定。
4. 實(shí)際操作路徑
具體的防火分區(qū)劃分方式,應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)工藝、面積需求、環(huán)保要求等因素綜合平衡,采取多管齊下的辦法,一般將能敞開的區(qū)域盡可能敞開,做敞開式或半敞開式建筑,這樣可根據(jù)《精化規(guī)》第8.3.1 條第2 小條的規(guī)定,防火分區(qū)面積按照工藝要求確定,不受《建規(guī)》的限制(該規(guī)定實(shí)際是參考了《石化規(guī)》“裝置”的相關(guān)條款),同時提高建筑耐火等級,增加自動滅火系統(tǒng),三個措施同時使用,使得設(shè)計使用面積能大幅度提高,滿足實(shí)際需要。
《建規(guī)》第3.3.1 條,注6:廠房內(nèi)的操作平臺、檢修平臺,當(dāng)使用人數(shù)少于10 人時,平臺的面積可不計入所在防火分區(qū)的建筑面積內(nèi)。
《精化規(guī)》第8.2.5 條:受工藝特點(diǎn)或自然條件限制必須布置在封閉式廠房內(nèi)的多層構(gòu)架設(shè)備平臺,若各層設(shè)備平臺板采用格柵板時,該格柵板平臺可作為操作平臺或檢修平臺,該平臺面積可不計入所在防火分區(qū)的建筑面積內(nèi)
根據(jù)《建規(guī)》3.3.1 條第6 小條規(guī)定,“使用人數(shù)少于10 人的操作、檢修平臺面積不計入防火分區(qū)面積”,這個平臺的大小在條文解釋中有說明:布置在高大生產(chǎn)裝置的周圍,局部或全部鏤空,面積較小。但設(shè)計中難以限定規(guī)模,所以常看到面積很大的操作平臺的設(shè)計,實(shí)際演變成了擴(kuò)大防火分區(qū)面積的一種手段。《精化規(guī)》沿用了《建規(guī)》做法,同時也提出了要求,在第8.2.5條的第3 小條中,加入了“各層應(yīng)設(shè)置自動滅火系統(tǒng)”的限制條件,只有設(shè)置了自動滅火系統(tǒng)的平臺,面積可不計入防火分區(qū)面積,沒有設(shè)置自動滅火系統(tǒng)的操作平臺,其面積要計入防火分區(qū)面積。
《精化規(guī)》對操作平臺的設(shè)置是比較嚴(yán)格的,除了自動滅火系統(tǒng)外,還要求了平臺樓板采用格柵板,其透空率不低于50%。采取這種做法后,只能在必須部位如過道、操作區(qū)配置鋼板,設(shè)備周邊及其他區(qū)域均為格柵板,其目的在于精確定義設(shè)備區(qū)域和操作區(qū)域,杜絕為了少算防火分區(qū)面積而濫設(shè)平臺、打擦邊球的做法。
精細(xì)化工企業(yè)里雖然有很多甲、乙、丙類廠房,但出于成本考慮,加上可能有與水反應(yīng)的物質(zhì),這些廠房很少設(shè)置水自動滅火系統(tǒng),而氣體類自動滅火系統(tǒng)作用空間小,需要設(shè)備龐大,具有更高的成本,更是很少在廠房設(shè)計中運(yùn)用?!毒?guī)》通過第8.2.5 條第3 小條,實(shí)際上有鼓勵在廠房設(shè)計中設(shè)置自動滅火系統(tǒng)的意思,這將對進(jìn)生產(chǎn)工藝提檔升級,建設(shè)自動化、無人化廠房形成有力推動。
《建規(guī)》第3.7.4 條(節(jié)選):廠房內(nèi)任一點(diǎn)至最近安全出口的直線距離不應(yīng)大于表3.7.4 的規(guī)定。
《精化規(guī)》第8.5.1 條(節(jié)選):廠房內(nèi)的設(shè)備操作及檢修平臺的安全疏散通道應(yīng)符合下列規(guī)定:(1)設(shè)備操作及檢修平臺應(yīng)設(shè)置不少于兩個通往樓地面的梯子作為安全疏散通道
《建規(guī)》中,沒有專門講設(shè)備和操作平臺如何疏散,但在3.7.4 條有“廠房內(nèi)任一點(diǎn)至最近安全出口的直線距離不應(yīng)大于表3.7.4 的規(guī)定”,如果從嚴(yán)執(zhí)行規(guī)范,操作平臺也屬于“廠房內(nèi)任一點(diǎn)”,應(yīng)該按照規(guī)范的疏散距離來限制。但這樣做有實(shí)際的困難,比如多層甲類廠房,最大疏散距離只有25m,從操作平臺最遠(yuǎn)點(diǎn)到梯子上口為平臺上的直線距離,下梯子還要按梯子平面長度乘1.5 倍作為梯子疏散距離,再加上梯子底部到安全出口的直線距離,要在規(guī)定的25m 長度內(nèi)完成疏散是有一定難度的。如果從寬執(zhí)行規(guī)范,操作平臺面積不計入防火分區(qū)面積,且人數(shù)很少或有的沒有固定人員,也可以不計疏散距離。實(shí)際工程中,兩種設(shè)計均出現(xiàn)過,也能通過各種審查,沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。
《精化規(guī)》在8.5.1 條第3 小條專門針對操作平臺的疏散作出規(guī)定:“(1)設(shè)備操作及檢修平臺應(yīng)設(shè)置不少于兩個通往樓地面的梯子作為安全疏散通道”,“(4)設(shè)備平臺內(nèi)任一點(diǎn)至最近安全出口的直線距離應(yīng)符合現(xiàn)行《建規(guī)》的有關(guān)規(guī)定”,其中樓地面、安全疏散通道、安全出口三個詞很關(guān)鍵,應(yīng)該怎么解讀?首先“安全疏散通道”這個概念是在《石化規(guī)》5.2.26 條提出的,且在條文解釋中將其視為安全出口,但《建規(guī)》對安全出口有嚴(yán)格定義,指室外出口或樓梯間,且沒有安全疏散通道的說法,只有疏散通道、安全出口的定義。
《石化規(guī)》只提及操作平臺的梯子通到地面,而《精化規(guī)》加了個“樓”字,即樓地面,如果依照《石化規(guī)》將其視為安全出口,則比較好地解決了平臺疏散問題,但其與《精化規(guī)》第(4)條有明顯矛盾。第(4)條是在《建規(guī)》3.7.4 條基礎(chǔ)上,特別點(diǎn)明了“設(shè)備平臺內(nèi)任一點(diǎn)”的疏散,規(guī)避了含糊空間。兩個條文具有一定的矛盾,這也是《精化規(guī)》的問題之一,即條文不清晰,解釋不透徹。
由于該條文用了“安全疏散通道”的名詞,又沒有在術(shù)語里解釋,條文解釋也不涉及,所以實(shí)際設(shè)計中的運(yùn)用也有寬嚴(yán)之分。通過與《精化規(guī)》編委對該條文的交流,對編制初衷有了一定了解,實(shí)際運(yùn)用中,可以有條件地將安全疏散通道作為安全出口,條件的重點(diǎn)還在以人為本。所謂疏散,是人的疏散,操作平臺疏散的寬嚴(yán)尺度應(yīng)以有沒有固定崗位人員來劃分。如果只是檢修人員,其檢修時應(yīng)設(shè)備停機(jī),如果是巡檢人員,其在平臺上時間很短,所以這兩種情況則可按安全出口考慮;如果平臺上有固定崗位人員,則平臺上任一點(diǎn)到安全出口(樓梯間、室外出口)的距離應(yīng)符合《建規(guī)》要求,如果不滿足,應(yīng)將平臺按樓層考慮,靠近樓梯間,從樓梯間疏散。
《精化規(guī)》是在《建規(guī)》《石化規(guī)》運(yùn)用多年后才頒布的,并且主編單位也是上海《精細(xì)化工企業(yè)防火設(shè)計規(guī)范》的編制單位,兩本規(guī)范具有延續(xù)性,且上海規(guī)范是2013 年施行的,也經(jīng)過了較長時間的實(shí)踐。標(biāo)準(zhǔn)的頒布應(yīng)該說較好地適應(yīng)了精細(xì)化工企業(yè)的設(shè)計需求,非常具有針對性。但同時,由于該規(guī)范篇幅較少,言語簡略,條文解釋也比較簡單,給設(shè)計人員帶來一定困惑。
作者在設(shè)計中運(yùn)用該規(guī)范已經(jīng)約兩年時間,有一定使用經(jīng)驗(yàn),對不少條文的看法也和編制單位進(jìn)行過交流,總體來看,要熟練掌握和運(yùn)用該規(guī)范,除了熟悉條文外,還要結(jié)合《建規(guī)》《石化規(guī)》的相關(guān)條文,再聯(lián)系實(shí)際生產(chǎn)和工藝的特點(diǎn),多管齊下,才能既滿足安全需求,又滿足工藝需求,為精細(xì)化工企業(yè)設(shè)計排憂解難,添磚加瓦。