1 前言:火災的危害與幕墻防火
2099年2月9日是中國傳統節日元宵節,北京市民正在歡度元宵節。然而,21時27分一件火災震驚了歡度元宵的全國人民:央視新臺址剛建成的30層北配樓突發大火。
從2099年1至4月的北京,央視新臺址北配樓、中央美院學生宿舍、中國科技館新館接連發生三起大型建筑的火災事故,到底是什么情況導致了這些火災的接連發生呢?我們對于火災的安全問題有沒有高度重視?對于幕墻的防火設計要重新檢視。
在此背景下,公安部、住房和城鄉建設部高度重視,于⒛09年9月乃日聯合制定《
民用建筑外保溫系統及外墻裝飾防火暫行規定》。其中:
第五條 幕墻式建筑應符合下列規定:
(一)建筑高度大于等于24m時,
保溫材料的
燃燒性能應為A級。
(二)建筑高度小于24m時,
保溫材料的燃燒性能應為A級或B1級。其中,當采用B1級保溫材料時,每層應設置水平
防火隔離帶。
(三)保溫材料應采用不燃材料作防護層。防護層應將保溫材料完全覆蓋。防護層厚度不應小于3mm。
(四)采用
金屬、
石材等非
透明幕墻結構的建筑,應設置基層墻體,其
耐火極限應符合現行防火規范關于外墻耐火極限的有關規定;
玻璃幕墻的
窗間墻、
窗檻墻、裙墻的耐火極限和防火構造應符合現行防火規范關于
建筑幕墻的有關規定。
(五)基層墻體內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,應在每層
樓板處采用
防火封堵材料封堵。
注:公安部關于實施國家標準
GB8624-2006《
建筑材料及制品燃燒性能分級》若干
問題的通知[2OO7]128號對兩個標準分級對比關系作了說明:
A.按
GB8624-2006為A1、A2的對應于相關標準和
GB8624-1997的A級;
B.按
GB8624-2006為B級、C級的對應于相關標準和
GB8624-1997的B1級;
C.按
GB8624-2006為D級、E級的對應于相關標準和
GB8624-1997的B2級。
2 玻璃幕墻建筑的火災特點
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特點,諸如火勢蔓延快、煙氣流動迅速、疏散撲救困難外,還有其自身的火災特點。
2.1 增加了火災蔓延途徑
玻璃幕墻的通透及景物觀賞性,增加了火災蔓延的途徑。火災時火和煙會沿著幕墻外壁及內側向鄰近的樓層蔓延。
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
強度下降,600℃ 時失去
承載能力,而
鋁合金結構型材的耐火性能更差,在受熱條件下極易發生變型,250-330℃ 就失去承載能力。火災時,火焰的
輻射熱、高溫煙氣都會使幕墻結構膨脹過大,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生火災后,就是由于中部玻璃在火焰的高溫作用下發生炸裂,大塊大塊的玻璃碎片脫落,致使一些疏散人員被傷,消防隊員進人樓內實施滅火方案受阻。同時由于玻璃炸裂,火災也很快蔓延到三樓、四樓,損失慘重。更為突出的是火災發生后常常是等不到人員從建筑物內疏散完畢,
玻璃幕墻結構就已達到耐火極限,發生結構破壞,向下掉落各種結構碎片,嚴重影響人員疏散。
2.3 撲救火災途徑少,難度大,滅火戰斗難以展開
玻璃幕墻結構阻礙了消防隊員從建筑物外部攀登救人和滅火,另方面擊
碎玻璃向樓內射水與施救,由于玻璃幕墻被破壞,其損失將不亞于被燒物品的價值,從而增大了滅火指揮的難度。
建筑防火是建筑設計的一個重要課題,建筑防火分區與防火
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退兩難。
防火玻璃的出現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(如廣東省奧林匹克體育場、南寧會展等)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
建筑構件,用以控制和防止火災沿豎向或水平方向向同一建筑物的其它部分蔓延,形成建筑防火分區得到了廣泛的認同。但其作為一種特殊的防火產品,如果其設計與選材不當,就可能形成不了真正的防火分區而達不到減輕火災造成損失的目的。
3 火災形成的原理
3.1 火災形成的原理
火災的燃燒是一種復雜的物理化學過程。同時伴有發光、發熱激烈的
氧化反應。其特征是發光、發熱、生成新物質。建筑火災發展分三個階段:火災起始階段,其延續時間根據具體條件約5～20分鐘,此時燃燒是局部的,火勢不穩定,室內平均溫度約50～100℃ ;火災發展到旺盛燃燒階段,這階段溫度高,室內大部分物體都在猛烈燃燒,熱分解顯著,室內平均溫度約150～270℃ ,最高溫度350℃ ;第三階段為火災熄滅階段,此時室內可燃物質基本燃光,火災自行熄滅。從火災發生到旺盛燃燒階段,室內平均溫度達到300℃ 是需要一定時間的,最少需要30多分鐘。據統計,我國80%的火災延續時間在1.0小時以內，96%的火災延續時間在2.0小時以內。影響火災嚴重性的因素主要有:可燃材料的燃燒性能、火災
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
構件的燃燒性能和構件最低的耐火極限來決定的。耐火極限,即按構件試驗標準升溫,對構件進行耐火試驗,從受到火的作用時起到構件失去支撐能力或完整性被破壞或失去隔火作用的時間,這段時間被稱為耐火極限,其單位用小時表示。構件失去支撐能力:是指構件自身解體或垮塌;梁、樓板等受彎承重構件,
撓曲速率發生突變,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件,在試驗中出現穿透
裂縫或較大的孔隙。失去隔火作用:是指具有分隔作用的構件在試驗中背火面測溫點測得平均溫升到達140℃ (不包括背火面的起始溫度);或背火面測溫點中任意一點的溫升到達180或不考慮起始溫度的情況下,背火面任一測點的溫度到達220℃ 。
我國防火玻璃幕墻的設計及測試,遵循GB12513－2006《鑲玻璃構件耐火試驗方法》、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條件》等有關規定。
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