1 前言:火災(zāi)的危害與幕墻防火
2099年2月9日是中國傳統(tǒng)節(jié)日元宵節(jié),北京市民正在歡度元宵節(jié)。然而,21時(shí)27分一件火災(zāi)震驚了歡度元宵的全國人民:央視新臺(tái)址剛建成的30層北配樓突發(fā)大火。
從2099年1至4月的北京,央視新臺(tái)址北配樓、中央美院學(xué)生宿舍、中國科技館新館接連發(fā)生三起大型建筑的火災(zāi)事故,到底是什么情況導(dǎo)致了這些火災(zāi)的接連發(fā)生呢?我們對于火災(zāi)的安全問題有沒有高度重視?對于幕墻的防火設(shè)計(jì)要重新檢視。
在此背景下,公安部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部高度重視,于⒛09年9月乃日聯(lián)合制定《
民用建筑外保溫系統(tǒng)及外墻裝飾防火暫行規(guī)定》。其中:
第五條 幕墻式建筑應(yīng)符合下列規(guī)定:
(一)建筑高度大于等于24m時(shí),
保溫材料的
燃燒性能應(yīng)為A級。
(二)建筑高度小于24m時(shí),
保溫材料的燃燒性能應(yīng)為A級或B1級。其中,當(dāng)采用B1級保溫材料時(shí),每層應(yīng)設(shè)置水平
防火隔離帶。
(三)保溫材料應(yīng)采用不燃材料作防護(hù)層。防護(hù)層應(yīng)將保溫材料完全覆蓋。防護(hù)層厚度不應(yīng)小于3mm。
(四)采用
金屬、
石材等非
透明幕墻結(jié)構(gòu)的建筑,應(yīng)設(shè)置基層墻體,其
耐火極限應(yīng)符合現(xiàn)行防火規(guī)范關(guān)于外墻耐火極限的有關(guān)規(guī)定;
玻璃幕墻的
窗間墻、
窗檻墻、裙墻的耐火極限和防火構(gòu)造應(yīng)符合現(xiàn)行防火規(guī)范關(guān)于
建筑幕墻的有關(guān)規(guī)定。
(五)基層墻體內(nèi)部空腔及建筑幕墻與基層墻體、
窗間墻、窗檻墻及裙墻之間的空間,應(yīng)在每層
樓板處采用
防火封堵材料封堵。
注:公安部關(guān)于實(shí)施國家標(biāo)準(zhǔn)
GB8624-2006《
建筑材料及制品燃燒性能分級》若干
問題的通知[2OO7]128號對兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)分級對比關(guān)系作了說明:
A.按
GB8624-2006為A1、A2的對應(yīng)于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和
GB8624-1997的A級;
B.按
GB8624-2006為B級、C級的對應(yīng)于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和
GB8624-1997的B1級;
C.按
GB8624-2006為D級、E級的對應(yīng)于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和
GB8624-1997的B2級。
2 玻璃幕墻建筑的火災(zāi)特點(diǎn)
玻璃幕墻建筑一般都是
高層建筑,它既具有高層建筑的火災(zāi)特點(diǎn),諸如火勢蔓延快、煙氣流動(dòng)迅速、疏散撲救困難外,還有其自身的火災(zāi)特點(diǎn)。
2.1 增加了火災(zāi)蔓延途徑
玻璃幕墻的通透及景物觀賞性,增加了火災(zāi)蔓延的途徑�；馂�(zāi)時(shí)火和煙會(huì)沿著幕墻外壁及內(nèi)側(cè)向鄰近的樓層蔓延。
2.2 玻璃破碎脫落影響物資及人員疏散
我們知道
型鋼和
鋁合金型材的
耐火性能都比較差,型鋼在300-400℃ 高溫下
強(qiáng)度下降,600℃ 時(shí)失去
承載能力,而
鋁合金結(jié)構(gòu)型材的耐火性能更差,在受熱條件下極易發(fā)生變型,250-330℃ 就失去承載能力�；馂�(zāi)時(shí),火焰的
輻射熱、高溫?zé)煔舛紩?huì)使幕墻結(jié)構(gòu)膨脹過大,造成玻璃破碎脫落。另外,玻璃自身在高溫作用下也容易發(fā)生炸裂脫落,如1995年1月20日湖北省孝感市三資賓館二樓餐廳部發(fā)生火災(zāi)后,就是由于中部玻璃在火焰的高溫作用下發(fā)生炸裂,大塊大塊的玻璃碎片脫落,致使一些疏散人員被傷,消防隊(duì)員進(jìn)人樓內(nèi)實(shí)施滅火方案受阻。同時(shí)由于玻璃炸裂,火災(zāi)也很快蔓延到三樓、四樓,損失慘重。更為突出的是火災(zāi)發(fā)生后常常是等不到人員從建筑物內(nèi)疏散完畢,
玻璃幕墻結(jié)構(gòu)就已達(dá)到耐火極限,發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞,向下掉落各種結(jié)構(gòu)碎片,嚴(yán)重影響人員疏散。
2.3 撲救火災(zāi)途徑少,難度大,滅火戰(zhàn)斗難以展開
玻璃幕墻結(jié)構(gòu)阻礙了消防隊(duì)員從建筑物外部攀登救人和滅火,另方面擊
碎玻璃向樓內(nèi)射水與施救,由于玻璃幕墻被破壞,其損失將不亞于被燒物品的價(jià)值,從而增大了滅火指揮的難度。
建筑防火是建筑設(shè)計(jì)的一個(gè)重要課題,建筑防火分區(qū)與防火
隔斷的要求往往使建筑師在
建筑裝飾效果與建筑防火上進(jìn)退兩難。
防火玻璃的出現(xiàn)使這一難題迎韌而解,防火玻璃幕墻與防火
玻璃隔斷在越來越多的建筑中被廣泛采用。在大樓封閉式避難層、封閉的疏散樓梯(如上海大劇院、香港匯豐銀行),大型場館的建筑防火分區(qū)(如廣東省奧林匹克體育場、南寧會(huì)展等)的隔斷需要都大量地使用了防火玻璃幕墻與防火玻璃隔斷。防火玻璃幕墻與防火玻璃隔斷作為一種具有一定耐火極限的
建筑構(gòu)件,用以控制和防止火災(zāi)沿豎向或水平方向向同一建筑物的其它部分蔓延,形成建筑防火分區(qū)得到了廣泛的認(rèn)同。但其作為一種特殊的防火產(chǎn)品,如果其設(shè)計(jì)與選材不當(dāng),就可能形成不了真正的防火分區(qū)而達(dá)不到減輕火災(zāi)造成損失的目的。
3 火災(zāi)形成的原理
3.1 火災(zāi)形成的原理
火災(zāi)的燃燒是一種復(fù)雜的物理化學(xué)過程。同時(shí)伴有發(fā)光、發(fā)熱激烈的
氧化反應(yīng)。其特征是發(fā)光、發(fā)熱、生成新物質(zhì)。建筑火災(zāi)發(fā)展分三個(gè)階段:火災(zāi)起始階段,其延續(xù)時(shí)間根據(jù)具體條件約5～20分鐘,此時(shí)燃燒是局部的,火勢不穩(wěn)定,室內(nèi)平均溫度約50～100℃ ;火災(zāi)發(fā)展到旺盛燃燒階段,這階段溫度高,室內(nèi)大部分物體都在猛烈燃燒,熱分解顯著,室內(nèi)平均溫度約150～270℃ ,最高溫度350℃ ;第三階段為火災(zāi)熄滅階段,此時(shí)室內(nèi)可燃物質(zhì)基本燃光,火災(zāi)自行熄滅。從火災(zāi)發(fā)生到旺盛燃燒階段,室內(nèi)平均溫度達(dá)到300℃ 是需要一定時(shí)間的,最少需要30多分鐘。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國80%的火災(zāi)延續(xù)時(shí)間在1.0小時(shí)以內(nèi)，96%的火災(zāi)延續(xù)時(shí)間在2.0小時(shí)以內(nèi)。影響火災(zāi)嚴(yán)重性的因素主要有:可燃材料的燃燒性能、火災(zāi)
荷載、可燃材料的分布、著火房間的大小、形狀、熱性能、房間開口的面積和形狀。
建筑物
耐火等級,是由組成房屋
構(gòu)件的燃燒性能和構(gòu)件最低的耐火極限來決定的。耐火極限,即按構(gòu)件試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)升溫,對構(gòu)件進(jìn)行耐火試驗(yàn),從受到火的作用時(shí)起到構(gòu)件失去支撐能力或完整性被破壞或失去隔火作用的時(shí)間,這段時(shí)間被稱為耐火極限,其單位用小時(shí)表示。構(gòu)件失去支撐能力:是指構(gòu)件自身解體或垮塌;梁、樓板等受彎承重構(gòu)件,
撓曲速率發(fā)生突變,是失去支撐能力的象征。完整性被破壞:是指樓板、
隔墻等具有分隔作用的構(gòu)件,在試驗(yàn)中出現(xiàn)穿透
裂縫或較大的孔隙。失去隔火作用:是指具有分隔作用的構(gòu)件在試驗(yàn)中背火面測溫點(diǎn)測得平均溫升到達(dá)140℃ (不包括背火面的起始溫度);或背火面測溫點(diǎn)中任意一點(diǎn)的溫升到達(dá)180或不考慮起始溫度的情況下,背火面任一測點(diǎn)的溫度到達(dá)220℃ 。
我國防火玻璃幕墻的設(shè)計(jì)及測試,遵循GB12513－2006《鑲玻璃構(gòu)件耐火試驗(yàn)方法》、GB15763.1-2009 《建筑用
安全玻璃防火玻璃》
GA97-1995《防火玻璃非承重隔墻通用技術(shù)條件》等有關(guān)規(guī)定�！ �
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