1)在現(xiàn)有建筑幕墻防火封堵的構(gòu)造設(shè)計(jì)中,在無(wú)外墻外保溫系統(tǒng)的玻璃幕墻中,通常在樓層間采用一道防火封堵的構(gòu)造設(shè)計(jì),如圖2、圖3、圖4、圖5。

圖2為現(xiàn)有最常見(jiàn)的玻璃幕墻層間防火封堵構(gòu)造,其防火封堵構(gòu)造從原理上分析,應(yīng)符合現(xiàn)有設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定。但應(yīng)注意層間幕墻面板材料應(yīng)具有滿足建筑防火設(shè)計(jì)要求的燃燒性能及耐火極限,以防下層火焰產(chǎn)生卷火致使幕墻面板燃燒或炸裂時(shí),煙氣和熱量直接竄到上一層樓內(nèi),造成人員傷亡和損失。
采用圖3的防火封堵構(gòu)造,使得幕墻層間防火封堵構(gòu)造較遠(yuǎn)離開(kāi)火焰燃燒點(diǎn),有利于提高層間防火層的耐火性能。但應(yīng)注意防火構(gòu)造的分區(qū)隔離處已不同于圖2的位置,幕墻的層間防火封堵層已處在樓面處。因而層間防火封堵層以下的結(jié)構(gòu)梁高度不應(yīng)計(jì)入有效的防火封堵高度,防火封堵的有效高度應(yīng)從層間防火封堵構(gòu)造層算起。按照現(xiàn)有規(guī)范的規(guī)定,應(yīng)在樓面以上設(shè)置不小于800mm高的不燃性實(shí)心墻或防火玻璃墻。

圖4是將幕墻層間防火封堵移至建筑構(gòu)造樑的中間并與幕墻的保溫層相連接。當(dāng)幕墻保溫層內(nèi)側(cè)僅為鋁箔時(shí),此種封堵實(shí)質(zhì)是無(wú)效的。除了鋁箔在高溫下瞬間就融化外,采用巖棉的保溫系統(tǒng),當(dāng)通道內(nèi)的溫度達(dá)到9000C后,同樣也會(huì)產(chǎn)生碳化燃燒。
采用圖5中上下兩層防火封堵構(gòu)造的設(shè)計(jì)在現(xiàn)有的工程中應(yīng)用較少,目前實(shí)施的規(guī)范也暫時(shí)沒(méi)有相關(guān)的規(guī)定,其造價(jià)相對(duì)較高。但從結(jié)構(gòu)的合理性和防火性能的必要性,比較其它的幾種形式應(yīng)是相對(duì)更為可靠。當(dāng)層間防火隔離層的高度足夠高時(shí),可有效的阻斷火焰向上的蔓延。

2)在金屬、石材、人造板幕墻的防火構(gòu)造設(shè)計(jì)中,幕墻尚未有相關(guān)的規(guī)范對(duì)其層間的防火封堵構(gòu)造設(shè)計(jì)提出要求。原有的此類幕墻,在層間基本沒(méi)有設(shè)置層間防火封堵構(gòu)造。當(dāng)此類幕墻起火時(shí),通道內(nèi)從下自上的強(qiáng)烈煙囪效應(yīng)(詞條“煙囪效應(yīng)”由行業(yè)大百科提供),極大的推動(dòng)了火焰的迅速蔓延。特別是在幕墻式建筑的情況下,危害更加重大。圖6為鋁板幕墻遭受火災(zāi)后,鋼支承構(gòu)件已嚴(yán)重變形(詞條“變形”由行業(yè)大百科提供)。
3)雙層幕墻的防火封堵設(shè)計(jì),在現(xiàn)行的技術(shù)規(guī)范中尚未有相關(guān)的規(guī)定,在具體執(zhí)行中存在較多的爭(zhēng)議。圖7、圖8為目前較為普遍的雙層幕墻防火封堵設(shè)計(jì)。圖7為具有層間防火封堵設(shè)計(jì),圖8為多樓層為一個(gè)熱通道的過(guò)樓層防火封堵和挑檐設(shè)計(jì)。

3.2改善幕墻防火封堵構(gòu)造設(shè)計(jì)的研究
針對(duì)現(xiàn)有常見(jiàn)建筑幕墻防火封堵構(gòu)造中存在的問(wèn)題,以及幕墻式建筑在火災(zāi)狀態(tài)下的燃燒特點(diǎn),為改善和提高建筑及建筑幕墻的防火能力,有必要對(duì)建筑幕墻的防火封堵構(gòu)造設(shè)計(jì)進(jìn)行探討和研究。
1)常用的玻璃幕墻層間防火封堵構(gòu)造,根據(jù)修編中的102規(guī)范提出的規(guī)定,建議采用圖5中上下兩層防火封堵構(gòu)造。為了提高防火封堵構(gòu)造的隔煙性能,防止防火封堵構(gòu)造因外力或溫度變化的作用而產(chǎn)生裂縫,可在上層防火封堵構(gòu)造的表面上覆防火密封漆,增加防火封堵構(gòu)造的抗變位能力。防火密封漆的工作原理見(jiàn)圖9。對(duì)于幕墻間的采光口或門(mén)窗洞口,是室內(nèi)火源向外蔓延的主要突破點(diǎn),因而幕墻間的采光口或門(mén)窗洞口的防火封堵構(gòu)造設(shè)計(jì)甚為重要。

2)對(duì)建筑幕墻內(nèi)側(cè)具有基層(結(jié)構(gòu))墻體或具有墻體功能的組合隔層,其幕墻的防火封堵構(gòu)造是值得進(jìn)行重點(diǎn)研究的內(nèi)容。特別是具有外墻外保溫系統(tǒng)的幕墻式建筑,其防火封堵構(gòu)造設(shè)計(jì)更是難點(diǎn)。首先對(duì)于不帶外墻外保溫系統(tǒng),或外保溫系統(tǒng)的保溫材料為A級(jí)的常規(guī)幕墻,如金屬板幕墻、石材幕墻和人造板幕墻,應(yīng)如何設(shè)置幕墻的防火封堵構(gòu)造,目前存在較大爭(zhēng)議。主要的問(wèn)題是此類幕墻是否需要在每一樓層間均設(shè)置防火封堵構(gòu)造,如不每層設(shè)置封堵,應(yīng)為幾層為合理。根據(jù)在編的相關(guān)規(guī)范,如GB50016報(bào)批稿和《人造板材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》中的規(guī)定,建議應(yīng)根據(jù)建筑設(shè)計(jì)的防火分區(qū),設(shè)置相應(yīng)的層間和垂直的幕墻防火封堵構(gòu)造,且每一樓層均應(yīng)設(shè)置層間封堵。特別是對(duì)于燃燒性能和耐火極限較差的幕墻面板材料,采取這樣的措施對(duì)保護(hù)幕墻自身和防止火焰蔓延有著積極的作用。對(duì)于采用低于A級(jí)保溫材料(詞條“A級(jí)保溫材料”由行業(yè)大百科提供)的幕墻式建筑的幕墻防火封堵構(gòu)造,經(jīng)過(guò)一些防火試驗(yàn),目前尚未有成熟和確實(shí)可行的方案。針對(duì)不同保溫材料的特性,以及外墻外保溫系統(tǒng)自身具有的防火隔離帶,其與幕墻層間防火封堵大致可組成兩種構(gòu)造形式。對(duì)于熱固性保溫材料,可采用圖10的構(gòu)造方法,幕墻的防火封堵構(gòu)造固定于基層墻體上并與幕墻形成有效的連接,構(gòu)成完整的層間防火封堵構(gòu)造。對(duì)于熱塑性保溫材料,可采用圖11的構(gòu)造方法,幕墻的防火封堵與外保溫系統(tǒng)的自身防火隔離帶形成丁字型的層間防火封堵構(gòu)造。但從兩種構(gòu)造的防火試驗(yàn)結(jié)果表明,都未能成功避免外保溫系統(tǒng)和幕墻遭到焚毀的結(jié)果。其主要原因是外保溫系統(tǒng)的防護(hù)層在上卷火的作用下,遭到擊穿而引致外保溫系統(tǒng)的保溫材料起火燃燒引起的。從圖1分析中可以知道,外保溫系統(tǒng)保溫材料起火燃燒是導(dǎo)致通道內(nèi)溫度急劇增加和火焰迅速蔓延,最終使幕墻和外保溫系統(tǒng)完全焚毀的最大因素。所以,在設(shè)計(jì)幕墻式建筑防火封堵構(gòu)造時(shí),宜從層間防火封堵的設(shè)置、外保溫系統(tǒng)保溫棉防護(hù)層、幕墻面板材料的燃燒性能和耐火極限等多方面進(jìn)行權(quán)衡設(shè)計(jì)。參考圖10的構(gòu)造,首先要確保層間防火封堵構(gòu)造的連接可靠性(詞條“可靠性”由行業(yè)大百科提供)和密閉性,必要時(shí)可考慮將支撐鋼板(詞條“鋼板”由行業(yè)大百科提供)更換為傳熱性能差的隔熱材料或其它的構(gòu)造形式,以降低層間防火封堵層背火面的溫度;其次可在層間防火封堵與基層墻體的墻面上,采用A級(jí)保溫材料,其高度宜在1000mm以上,并適當(dāng)增加此部分的防護(hù)層厚度,以提高防護(hù)層抵抗火焰的能力,盡可能避免保溫材料被引燃;對(duì)于連接層間防火封堵層之上的幕墻面板,可采用不燃材料及耐火極限高的材料,防止面板在短時(shí)間內(nèi)炸裂、自燃和融化;同時(shí)還可在幕墻適當(dāng)位置,預(yù)留排煙通道,以減小通道內(nèi)溫度的聚集,起到降溫的作用;對(duì)于熱塑性(詞條“塑性”由行業(yè)大百科提供)的保溫材料,尚應(yīng)考慮保溫材料燃燒時(shí),融化物的流動(dòng)及下墜時(shí)產(chǎn)生火災(zāi)蔓延的危險(xiǎn)。

3)雙層幕墻的防火封堵構(gòu)造設(shè)計(jì)難度較大,認(rèn)可度較底,爭(zhēng)議較多。依據(jù)在編的GB50016報(bào)批稿6.2.10條的規(guī)定,采用雙層幕墻系統(tǒng)的建筑在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)盡可能的將建筑外墻上、下層開(kāi)口之間的墻體高度保持在 1.2m以上,或在室內(nèi)設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng),以使上、下層開(kāi)口之間的最小墻體高度縮小到 0.8m。以避免雙層幕墻因不符合在編的GB50016報(bào)批稿規(guī)定的外墻體要求,而將靠室內(nèi)側(cè)的幕墻耐火極限提高到不應(yīng)低于 1.00h的要求,達(dá)到降低幕墻設(shè)計(jì)難度和工程造價(jià)的目的。對(duì)于多樓層式雙層幕墻,應(yīng)參考圖8的設(shè)計(jì),在每層的通道中設(shè)置不燃的、耐火極限不低于1.00h的防火挑檐,挑檐的寬度不應(yīng)小于內(nèi)外層幕墻間距的一半。熱通道式以及井道式雙層幕墻的通道高度,宜根據(jù)內(nèi)外幕墻的防火性能、構(gòu)造設(shè)計(jì)、熱工要求和建筑高度確定,通常建議不超過(guò)10m范圍。也可通過(guò)在上下層幕墻間的隔離板上開(kāi)啟可控通風(fēng)口來(lái)提高通道高度。
4 結(jié)語(yǔ)
目前,我國(guó)在采用外墻外保溫系統(tǒng),且其外層覆蓋有建筑幕墻的幕墻式建筑的防火設(shè)計(jì)上存在較多的問(wèn)題和爭(zhēng)議。如保溫材料、幕墻材料的燃燒性能等級(jí)選用及其適用高度;外墻外保溫系統(tǒng)的防水透氣與防護(hù)層的設(shè)置;外墻外保溫系統(tǒng)水平防火隔離帶與幕墻間如何構(gòu)建有效的防火封堵構(gòu)造;如何評(píng)估幕墻式建筑的防火性能等。為此必須盡快的建立相應(yīng)的幕墻式建筑防火性能試驗(yàn)方法,對(duì)具有建筑和在設(shè)計(jì)研究過(guò)程中的防火設(shè)計(jì)進(jìn)行可靠的試驗(yàn)驗(yàn)證和正確評(píng)估結(jié)果,為各類防火設(shè)計(jì)規(guī)范提供技術(shù)依據(jù)和保障,避免過(guò)低的設(shè)計(jì)要求給火災(zāi)防帶來(lái)不必要的風(fēng)險(xiǎn),也應(yīng)避免過(guò)高的、不合實(shí)際的要求給相關(guān)產(chǎn)品和行業(yè)帶來(lái)嚴(yán)重沖擊和損失。
參考文獻(xiàn)
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