1 前言:火灾的危害与幕墙防火
2099年2月9日是中国传统节日元宵节,北京市民正在欢度元宵节。然而,21时27分一件火灾震惊了欢度元宵的全国人民:央视新台址刚建成的30层北配楼突发大火。
从2099年1至4月的北京,央视新台址北配楼、中央美院学生宿舍、中国科技馆新馆接连发生三起大型建筑的火灾事故,到底是什么情况导致了这些火灾的接连发生呢?我们对于火灾的安全问题有没有高度重视?对于幕墙的防火设计要重新检视。
在此背景下,公安部、住房和城乡建设部高度重视,于⒛09年9月乃日联合制定《
民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》。其中:
第五条 幕墙式建筑应符合下列规定:
(一)建筑高度大于等于24m时,
保温材料的
燃烧性能应为A级。
(二)建筑高度小于24m时,
保温材料的燃烧性能应为A级或B1级。其中,当采用B1级保温材料时,每层应设置水平
防火隔离带。
(三)保温材料应采用不燃材料作防护层。防护层应将保温材料完全覆盖。防护层厚度不应小于3mm。
(四)采用
金属、
石材等非
透明幕墙结构的建筑,应设置基层墙体,其
耐火极限应符合现行防火规范关于外墙耐火极限的有关规定;
玻璃幕墙的
窗间墙、
窗槛墙、裙墙的耐火极限和防火构造应符合现行防火规范关于
建筑幕墙的有关规定。
(五)基层墙体内部空腔及建筑幕墙与基层墙体、
窗间墙、窗槛墙及裙墙之间的空间,应在每层
楼板处采用
防火封堵材料封堵。
注:公安部关于实施国家标准
GB8624-2006《
建筑材料及制品燃烧性能分级》若干
问题的通知[2OO7]128号对两个标准分级对比关系作了说明:
A.按
GB8624-2006为A1、A2的对应于相关标准和
GB8624-1997的A级;
B.按
GB8624-2006为B级、C级的对应于相关标准和
GB8624-1997的B1级;
C.按
GB8624-2006为D级、E级的对应于相关标准和
GB8624-1997的B2级。
2 玻璃幕墙建筑的火灾特点
玻璃幕墙建筑一般都是
高层建筑,它既具有高层建筑的火灾特点,诸如火势蔓延快、烟气流动迅速、疏散扑救困难外,还有其自身的火灾特点。
2.1 增加了火灾蔓延途径
玻璃幕墙的通透及景物观赏性,增加了火灾蔓延的途径。火灾时火和烟会沿着幕墙外壁及内侧向邻近的楼层蔓延。
2.2 玻璃破碎脱落影响物资及人员疏散
我们知道
型钢和
铝合金型材的
耐火性能都比较差,型钢在300-400℃ 高温下
强度下降,600℃ 时失去
承载能力,而
铝合金结构型材的耐火性能更差,在受热条件下极易发生变型,250-330℃ 就失去承载能力。火灾时,火焰的
辐射热、高温烟气都会使幕墙结构膨胀过大,造成玻璃破碎脱落。另外,玻璃自身在高温作用下也容易发生炸裂脱落,如1995年1月20日湖北省孝感市三资宾馆二楼餐厅部发生火灾后,就是由于中部玻璃在火焰的高温作用下发生炸裂,大块大块的玻璃碎片脱落,致使一些疏散人员被伤,消防队员进人楼内实施灭火方案受阻。同时由于玻璃炸裂,火灾也很快蔓延到三楼、四楼,损失惨重。更为突出的是火灾发生后常常是等不到人员从建筑物内疏散完毕,
玻璃幕墙结构就已达到耐火极限,发生结构破坏,向下掉落各种结构碎片,严重影响人员疏散。
2.3 扑救火灾途径少,难度大,灭火战斗难以展开
玻璃幕墙结构阻碍了消防队员从建筑物外部攀登救人和灭火,另方面击
碎玻璃向楼内射水与施救,由于玻璃幕墙被破坏,其损失将不亚于被烧物品的价值,从而增大了灭火指挥的难度。
建筑防火是建筑设计的一个重要课题,建筑防火分区与防火
隔断的要求往往使建筑师在
建筑装饰效果与建筑防火上进退两难。
防火玻璃的出现使这一难题迎韧而解,防火玻璃幕墙与防火
玻璃隔断在越来越多的建筑中被广泛采用。在大楼封闭式避难层、封闭的疏散楼梯(如上海大剧院、香港汇丰银行),大型场馆的建筑防火分区(如广东省奥林匹克体育场、南宁会展等)的隔断需要都大量地使用了防火玻璃幕墙与防火玻璃隔断。防火玻璃幕墙与防火玻璃隔断作为一种具有一定耐火极限的
建筑构件,用以控制和防止火灾沿竖向或水平方向向同一建筑物的其它部分蔓延,形成建筑防火分区得到了广泛的认同。但其作为一种特殊的防火产品,如果其设计与选材不当,就可能形成不了真正的防火分区而达不到减轻火灾造成损失的目的。
3 火灾形成的原理
3.1 火灾形成的原理
火灾的燃烧是一种复杂的物理化学过程。同时伴有发光、发热激烈的
氧化反应。其特征是发光、发热、生成新物质。建筑火灾发展分三个阶段:火灾起始阶段,其延续时间根据具体条件约5～20分钟,此时燃烧是局部的,火势不稳定,室内平均温度约50～100℃ ;火灾发展到旺盛燃烧阶段,这阶段温度高,室内大部分物体都在猛烈燃烧,热分解显著,室内平均温度约150～270℃ ,最高温度350℃ ;第三阶段为火灾熄灭阶段,此时室内可燃物质基本燃光,火灾自行熄灭。从火灾发生到旺盛燃烧阶段,室内平均温度达到300℃ 是需要一定时间的,最少需要30多分钟。据统计,我国80%的火灾延续时间在1.0小时以内，96%的火灾延续时间在2.0小时以内。影响火灾严重性的因素主要有:可燃材料的燃烧性能、火灾
荷载、可燃材料的分布、着火房间的大小、形状、热性能、房间开口的面积和形状。
建筑物
耐火等级,是由组成房屋
构件的燃烧性能和构件最低的耐火极限来决定的。耐火极限,即按构件试验标准升温,对构件进行耐火试验,从受到火的作用时起到构件失去支撑能力或完整性被破坏或失去隔火作用的时间,这段时间被称为耐火极限,其单位用小时表示。构件失去支撑能力:是指构件自身解体或垮塌;梁、楼板等受弯承重构件,
挠曲速率发生突变,是失去支撑能力的象征。完整性被破坏:是指楼板、
隔墙等具有分隔作用的构件,在试验中出现穿透
裂缝或较大的孔隙。失去隔火作用:是指具有分隔作用的构件在试验中背火面测温点测得平均温升到达140℃ (不包括背火面的起始温度);或背火面测温点中任意一点的温升到达180或不考虑起始温度的情况下,背火面任一测点的温度到达220℃ 。
我国防火玻璃幕墙的设计及测试,遵循GB12513－2006《镶玻璃构件耐火试验方法》、GB15763.1-2009 《建筑用
安全玻璃防火玻璃》
GA97-1995《防火玻璃非承重隔墙通用技术条件》等有关规定。
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