3 火灾危险性分类、耐火等级及防火分区

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有色金属工程设计防火规范 GB50630-2010

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3.0.1 有色金属工程设计应结合实际使用、存储或产生介质的火灾危险特性及其数量以及环境条件等因素，确定其所在厂房（仓库）或区域（部位）生产（储存）的火灾危险性分类，并应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的有关规定。
3.0.2 有色金属厂房（仓库）的耐火等级不宜低于二级，其构件的燃烧性能和耐火极限应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的有关规定。
3.0.3 丁、戊类二级耐火等级厂房（仓库），其主要承重构件可采用无防火保护的金属结构。但其中可能受到甲、乙、丙类液体或可燃气体火焰直接影响，以及受到热辐射且表面温度高于200℃的金属承重构件，应采取防火隔热保护措施或进行结构耐火性能的验算。
3.0.4 电缆夹层及设在地下或半地下的电气室、液压站、润滑油站，其耐火等级不应低于二级；当电缆夹层采用钢结构时，应对钢构件进行防火保护，且应达到二级耐火等级的要求。
3.0.5 丁、戊类一、二级耐火等级厂房中，设置的开敞式半地下设备（地坑），可与所属地上厂房划为同一个防火分区。当该地下设备间使用、存储丙类油品时，应采取有效的防火分隔措施，严禁存储甲、乙类可燃物。
3.0.6 连通两个防火分区的带式输送机通廊，对采用防火墙等实体防火分隔物难以封闭的局部开口部位，应设置防火水幕系统等防火分隔设施。当采用水幕系统时，应符合本规范第7.5.3条的相关规定。
3.0.7 厂房（仓库）每个防火分区的最大允许建筑面积应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的有关规定。但对于丁、戊类一、二级耐火等级的熔炼、焙烧及其余热锅炉等整套装置的有色金属高层厂房，当生产工艺有特定要求且厂房无法实施防火分隔时，厂房每个防火分区的最大允许建筑面积，可按现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的相关规定增加1.0倍。
3.0.8 地下电气室、液压站、润滑油站每个防火分区的最大允许建筑面积不应大于500m²；电缆夹层每个防火分区的最大允许建筑面积应符合下列要求：
    1 地上不应大于1200m²；
    2 地下不应大于300m²；
    3 当设置自动灭火系统时，上述各防火分区最大允许建筑面积可分别增加1.0倍。

条文说明

3.0.1 本规范是对现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016中有关内容的延伸与细化，为了便于对照、使用，将有色金属主要生产的火灾危险性分类，以举例方式力求具体化。有色金属工程主要生产火灾危险性分类举例表（表1），可供工程设计参考使用。

有色金属工程主要生产火灾危险性分类举例表的说明：

1.有色金属生产工艺和装置复杂多样，其生产的火灾危险性分类很难全部概括，上述表中只对较常遇到的以举例方式示出；

2.鉴于生产工艺装置的复杂性和多样性，介质、环境波动变化的不确定性，加之技术和装备的不断发展创新，常常在同一生产工序中的介质也不尽一致。因此确定有色金属工程生产的火灾危险性分类时应慎重加以较核，对于火灾危险性高的重大项目，应通过专门评估加以认定；

3.需要注意的是：介质（本规范对工艺生产中“物质”的称谓，以下同）的火灾危险特性，并不等同于生产火灾危险性类别。对于任何一座厂房（仓库）或某一场合（部位、区域）的火灾危险性分类，应根据工艺设计中实际采用（产生）的可燃介质的火灾危险特性和范围，以及计算出介质的火灾危险性类别的最大允许量（即危险性类别高的介质与其空间容积的比值和总量），同时考虑温度、压力、扩散等环境条件，按现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016第3.1.2条及其条文说明加以具体确定；

4.在有色金属冶金工艺生产中，普遍采用可燃（助燃）、易燃介质做燃料或生产原料，当可燃（助燃）、易燃介质在工业炉窑（反应器）内充分燃烧（完全反应），且其使用、储运中设置了可靠的监控、报警、紧急切换装置，并具有相关的耐火极限、防火分隔与有效的灭火设施。从而达到防火的全面受控状态时，有色金属工业生产中大量使用高温或熔化状态生产（产生强烈热辐射、火焰、火花作用）一般都应确定为丁类或戊类火灾危险性类别。当达不到受控要求或生产工艺具有其他特征时，则应具实确定其生产的火灾危险性类别；

5.通常在工艺技术上，将SO₃与H₂O以任何比例结合的物质称为硫酸，当SO₃与H₂O的摩尔比≤1时称硫酸；当摩尔比>1时称为发烟硫酸。发烟硫酸是指含有游离三氧化硫的浓硫酸，因为它在常态下就会不断地向空间散放SO₃，会对环境中的还原性物质直接发生作用，与可燃物质氧化放热且燃烧。因此对贮存及使用发烟硫酸的场所，其火灾危险性类别为乙类。

有色金属工程中，烟气制酸生产的硫酸主要是浓硫酸（百分浓度98%），主要用于外销（含一定量存储自用）。而在湿法冶金工艺中使用的则多为稀硫酸（百分浓度60%以下），通过浓硫酸配制得到。硫酸随其浓度不同，化学特性差异明显。浓硫酸具有较强氧化性，它几乎能与所有金属（金、铂、铁等除外）反应，遇到某些有机物时会急剧作用，放热可能引发火灾。而稀硫酸溶液是以离子状态存在，具有与活泼金属发生置换反应的特性。稀硫酸能与金属化合生成盐并逸出氢气（甚至能够与无防护的金属容器接触反应）。一浓一稀性质迥异，硫酸就其介质的火灾危险特性还是不容忽视的。

在有色金属长期生产实践中，硫酸（含浓、稀）是生产工艺重要的介质（或副产品），因具有强酸的优良化学特征，在有色湿法冶金中具有不可替代性。因此，工程设计必须针对性地认真解决好硫酸腐蚀的防护课题，达到扬长避短。多年以来在其生产、储运、使用各个环节中，防腐蚀技术措施在有色金属工程项目中占有突出地位。工程设计按照现行国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》GB50046的有关规定，采取有针对性且可靠的防腐蚀措施，与此同时做好施工、安装并辅以适时维护、有效管理等手段。数十年的实践证明：有色金属行业硫酸的生产、使用在规模、数量上不断扩大、提升，各类设施的防护措施是安全可靠的，效果是显著的。虽然调查发现：有色金属企业曾经也有过相关的燃爆事故发生（如在某企业的烟气制酸生产中，由于转化器防腐层损坏，酸液渗漏与钢外壳接触反应，溢出氢气遇火燃爆，致转化器顶盖被掀掉）。同时，其他行业也有过类似事故的报导（如某化工厂在改造原浓硫酸贮罐时，对罐内残存的浓酸进行稀释，并使用乙炔焰切割罐体发生了爆炸）。究其根源，显然都是维护失误、管理不力、违章操作所致，具有很大的偶然性。

通过理论和实践分析可以认定：在有色金属工业生产、使用硫酸的车间（场所）中，工艺装置、设备、管线必须符合国家现行行业的有关要求。其厂房、构筑物各类设施，应符合现行国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》GB50046的规定。当具备了相应的防腐蚀标准（含有效防护面层、合理构造、避免泄漏、贮罐设围堰等）时，就基本失去其燃烧（爆炸）的客观条件，故上述举例表中将硫酸生产、使用和存储厂房（场所）的生产火灾危险性类别划为丙类。

同时，鉴于硫酸在防护不良的环境中仍具有火灾危险性，应在硫酸设施的维护、管理制度上力求完善严格，如定期维护、泄漏检查等制度化以及在硫酸贮罐区维护好防火堤，不得随意动火等措施，都是十分必要的。

3.0.3 钢结构以其重量轻强度高适用于工业化生产的优势，近年来已广泛地应用在各类工业建设领域中，在有色金属工程建设扩大了应用领域，超越了某些禁区，发展极为迅速。目前在新建或改扩建工程项目中，大量的多、高层厂房采用钢结构或钢与混凝土组合结构体系取得了良好的效益。

由于钢结构的耐火性能相对较差，解决其火灾的防护问题，是扩大钢结构应用范畴，有利于工程安全的一个重要课题。目前大量的科研、论证获得了明显进展，其成果已经用于工程实践中。现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016中对丁、戊类二级耐火等级厂房（仓库）钢结构的粱、柱制定了适度的防火保护要求。在钢铁、有色等行业多年工程实践中，通过采取一定防护构造措施或经耐火稳定验算评估，大部分冶金生产厂房中钢结构构件都是可以适用的。在民用建筑领域内，建筑钢结构的防火设计也从单纯地防护转向更为科学全面的分析、评估等方法。国内以同济大学为代表的建筑钢结构相关研究成果，已在中国工程建设标准化协会标准《建筑钢结构防火技术规范》CECS2000中有所反映。近年来，中国人民武装警察学院对国产钢的防火性能也作了广泛的研究，提出了一批有价值的成果，这些都将成为提高建筑钢结构防火设计的重要依据和参考。

3.0.4 地下或半地下室的液压站、润滑站多数贴近大型、重要设备配置，其火灾荷载大，如发生火灾难以扑救，危害性较突出，因此适当提高其耐火等级是必要的。此外，因电缆夹层大都紧贴高低压配电室，一旦火灾相互串通会带来较严重的后果，故对它们的要求有所提高，即耐火等级不应低于二级。但如果设置了自动灭火系统，按GB50016中第3.2.4条规定，作为丙类生产场所，不做防火保护的钢构件也可满足要求。

3.0.5 在有色金属加工厂房内设置了类似地坑式的半地下设备间，设备室面积不大且无人值守，该类设备地下室无顶盖也无固定的封闭，应视为厂房的一部分。当其使用并存放少量丙类可燃液体（不允许存放甲、乙类油品）时，应采取有效的防火措施。可通过设置自动灭火系统（如细水雾等系统），在地面交界处以水幕达到防火分隔的目的。

3.0.6 工艺生产过程中，若干独立车间通过胶带式通廊连成一个生产系统，由于火灾危险性等级不同，或者总的建筑面积较大，需要以防火分隔进行防火分区。如熔盐电解工艺的阳极生产系统中，胶带式通廊需要与石油焦库——煅烧——煅后仓——生阳极制造——焙烧等多个厂房连接，此时按照火灾危险性等级或建筑面积进行防火分区，既需要在适当位置处设置防火分隔，同时又不允许截断胶带输送机中断正常生产，只能局部留出开口部位。对此，应在这些开口位置处增加设置水幕或细水雾封堵分隔灭火系统，达到完善的防火分区体系。

3.0.7 有色金属工程高层工业厂房结构，特别是高层钢结构发展极为迅速，为适应新工艺、新装备发展发挥了巨大作用。例如：近十多年，我国有色金属在引进国际先进火法冶金工艺一氧气顶吹浸没式熔炼工艺，采用先进的工艺装备，炉体密闭性强，余热充分利用，节能、降耗、环保好，生产自动化程度高，相关监控系统完善，岗位操作人员较少。生产的火灾危险性分类为丁类，厂房多为开敞式布局（设挑檐、雨篷，不设置封闭围墙）。厂房内部将配电、控制、值班等室以及生产管理人员疏散区域进行封闭分隔。厂房楼层层高为4m~8m，楼层8层~12层，地面以上总高度在60m左右，厂房总的建筑面积在6000m²以上。

由于工艺配置及操作的需要，生产使用的喷枪及其附属管道需要经常性地升降穿行。为适应移动装置（管道）通行、机具（材料）的吊装以及热车间通风排气的需要，在楼层中必须开设孔洞或铺设格栅板。导致厂房内多个楼层存在较大洞口，难以形成该类建筑物的竖向分隔和完整封闭。

另外，从生产工艺的配置需要出发、冶金炉物料的配送供应、熔炼炉产出的熔料（渣）的处理、烟气的收尘及余热利用等一连串工序及其装置，与核心主体密不可分，都必须围绕在该冶炼炉的周围配置。这样就使得该类高层厂房防火分区的最大建筑面积，超过了现行标准《建筑设计防火规范》GB50016的有关规定。对此设计单位积极配合消防审查部门，认真地进行防火安全论证。至今国内已建成10余个同类项目，先后通过了消防安全审查，并已正常投产使用，均已取得了良好的经济和社会效益。
当前在有色金属工程的某些冶炼、焙烧、余热利用等工程项目中，鉴于同样其特殊工艺配置和技术要求，在高层工业厂房防火分区的最大建筑面积上也超过了现行国家标准的有关规定。因此，在确保防火安全的前提下，结合多年工程及生产实践，适应当前工艺装备自动化标准和生产管理水平提高的现实，满足工艺生产和安全的实际需求，本规范经认真调研、论证，特制订本规定。

3.0.8 电缆夹层一般设置于控制室、配电室的下部，电缆数量多，线路较复杂，区位十分重要，是重要的火灾隐患区域。结合有色金属企业生产特点和需要，电缆夹层应提出较严格的规定。对照现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016表3.3.1、表3.3.2规定，可将电缆夹层视为地面或地下（半地下）的丙类仓库对待，按一个防火分区最大允许建筑面积规定，并依据工程实际作了一定的调整后确定。

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