关于防火分隔、耐火极限等问题的思考

时间:2022-06-08 15:55:03 公文范文 浏览次数:

【摘要】现行建筑工程消防技术标准中,对建筑构件的耐火极限有着详细的规定。但在现实中,建筑构件在火灾中超过其耐火极限而使火灾蔓延扩大,甚至造成建筑坍塌的现象却时有发生。笔者根据多年来的工作实践及学习体会,偿试在规范的层面对这一问题进行讨论,并提出建设性意见,以期引起同行的讨论,使防火分隔的规定更趋近、合理。

【关键词】防火分隔 耐火极限 防火卷帘

2003年衡阳市“11.3”商居楼特大火灾坍塌事故,就是因为建筑承重构件在火灾超过了耐火极限;1996年沈阳商业城特大火灾事故中,防火卷帘没能正常发挥防火分隔作用,则是火灾损失扩大的一个重要原因。但遗憾的是这些问题却没有得到人们足够的重视。

在经历这些惨痛的火灾之后,人们不得不开始反思,置身现代化城市的高楼大厦中,当无法控制外界火灾危险源时,当突然面临火灾袭来时,建筑如何实现被动防火? 从建筑使用功能 上考虑,设计师总是希望将建筑的内空间设计得通达四方。但通畅无阻的内空间,则为某一局部火灾的蔓延与发展创造了最有利的条件。为了防止这种现象的发生,就必须从设计上将一栋较大面积的建筑,有机地划分成若干个小的防火区域,这就是防火分区和分隔。

1.防火分隔的作用及其种类

防火隔离的定义最早可见GB 5907—1986《消防基本术语》第一部分有关内容:防火分隔是使用耐火建筑构件对建筑物进行分隔,在一定时间内可以把火灾限制于起火区域内的措施。其中可以选用的耐火建筑构件包含耐火楼板、防火卷帘以及耐火隔墙等等。使用防火分隔措施便可以在高层建筑内部划分出防火分区来,而防火分区便是可以在一定时间内防止或者阻止火灾在同一建筑物内向其他部分发展或蔓延的局部区域。倘若高层建筑内有火灾发生,那么防火分区的存在便可以起到降低火灾造成损失的作用,同时还能够为建筑物内人员安全疏散、撤离以及消防员进入建筑进行扑救提供比较有利的条件。防火分隔根据其防止火灾向防火分区以外的空间发展蔓延的功能可以分为两种类型:第一种是竖向防火分隔,可以用于阻止多层或者高层建筑物楼层与楼层之间发生火灾蔓延;第二种便是水平防火分隔,主要用于阻止火灾在水平方向上的发展蔓延。国内外均有不少竖向防火分隔在高层建筑中成功应用的例子,也达到了很好的效果。

2.现有防火分隔的不足以及新技术的提出

目前在防火设计中我们所采用的比较多的水平防火分隔构件一般是防火卷帘和耐火隔墙,但是这些构件自身均有着不同程度的不足之处,具体表现为:

防火卷帘是一种能够在一定的时间内连同整个框架可以满足耐火完整性以及耐火稳定性要求的卷帘。根据GB50016—2006《建筑设计防火规范》以及其他相关规范中的规定,要求防火卷帘能够在火灾发生时自动降落。然而,在实际情况中,经常可以见到因为防火卷帘无法完全降落而造成火灾发展和蔓延的案例;对于个别严重案例,有些防火卷帘由于上层高温烟气的作用出现了整捆脱落的情况,完全失去了防止火灾发展的作用。同时,对于许多带有中庭的高档商场以及购物中心,若是安装了防火卷帘将会建筑整体的美观造成影响。

耐火隔墙是指可以在一定时间内满足耐火完整性、耐火稳定性以及隔热性要求的承重或非承重墙。耐火隔墙最大的缺点便是不具有通透性,对于那些要求美观的场所,比如会展中心以及大型商场等,一般难以很好的使用。同时根据GB50016—2006《建筑设计防火规范》中的有关规定,在环廊四周使用了防火分隔措施,就需要划分出相应的防火分区。若是采用耐火隔墙来作为建筑的防火分隔措施,那么很有可能会使该建筑物在视觉上的壮观和华丽有所丧失。

3 现行规范对防火分隔规定的缺欠

3.1 没有考虑防火分隔作用的可靠性、防火分隔在火场中承受轰燃产生的冲击作用和起到的防烟作用 《高层民用建筑设计防火规范》第5.44条规定:“在设置防火墙确有困难的场所,可采用防火卷帘作防火分隔。当采用包括背火面温升作耐火极限判定条件的防火卷帘时,其耐火极限不低于3小时;当采用不包括背火面温升作耐火极限判定条件的防火卷帘时,其卷帘两侧应设独立的闭式自动喷水系统保护,系统喷水延续时间不应小于3小时”。在《高层民用建筑设计防火规范》的其他部分和《建筑设计防火规范》中对防火分隔也有类似的规定。显然规范在规定用其他设施代替防火墙的防火分隔作用时,只考虑了防火分隔的耐火极限要求,而忽视了可靠性要求和在火场中承受轰燃的冲击作用和起到的防烟作用要求,实际上是降低了防火分隔的要求。

首先,防火墙做为防火分隔措施其可靠性是一项重要的性能要求。防火墙作为防火分隔设施有很高的可靠性,但现行规范规定可以代替防火墙的卷帘、水幕、门、窗除了固定式防火窗外其可靠性都是很低的,至少与防火墙相比是很低的。不用说这些防火分隔设施由于本身结构的复杂而不可避免的故障发生率,即使是不考虑设施本身的故障发生率,就是人为管理使用的失误因素也是根本无法完全避免的。

其次,防火分隔设施在火场中要起到防火分隔的作用,需要承受的不仅仅是热辐射和热对流的作用,还有轰燃时热气流冲击的机械力的作用,否则它就起不到防火分隔的作用,而轰燃是绝大多数室内火灾的一个必经的过程。

再次,防火分隔在火场中的作用不仅是起到阻挡火势的蔓延,还有阻止烟气的蔓延作用,而且还是防火分隔的一个重要作用。而防火卷帘、防火水幕在防火烟能力上无论是在能力上,还是在可靠性上,都比防火墙低得多。

3.2《建筑设计防火规范》第5.1.1条规定: 民用建筑耐火等级分为一、二、三、四级。一级耐火等级建筑的承重墙耐火极限为3小时;二级耐火等级建筑的承重墙耐火极限为2.5小时;三级耐火等级建筑的承重墙耐火极限为2小时;四级耐火等级建筑的承重墙耐火极限为0.5小时;《高层民用建筑设计防火规范》中也有类似的规定。

首先,这里对防火墙耐火极限的要求比承重墙、甚至比承重多层的柱还高,显然是不合理的。忽视了建筑物对防火分隔作用的需要是以建筑物结构安全为前提的,试想建筑物要是坍塌了,防火分隔还有意义么?其次,规定防火墙的耐火极限时不考虑承重因素的影响,显然是不符合实际情况的,也使规范在这方面的规定自相矛盾。因为从《建筑设计防火规范》和《高层民用建筑设计防火规范》的附录中也可以看出,同样的建筑构件由于承重,而使其耐火极限降低,并且对承重构件规定了比非承重构件高的耐火极限。

4 对改进防火分隔规定的建议

4.1 把构件在火灾中可能承受的轰燃产生的冲击力对构件整体性和稳定性,做为评价建筑构件耐火极限和防火烟性能的重要条件。

改革防火分隔设施耐火极限试验方法,把防火分隔在火灾中可能受到轰燃产生的机械冲击力,所需要具备的机械强度纳入试验范围,规定防火分隔设施所应具备的机械强度要求。规定防火分隔的防烟性能要求。

4.2 重视建筑在火灾时结构安全,考虑承重对耐火极限的影响。

调整建筑构件的耐火极限规定,提高承重构件、特别是承重多层的构件的耐火极限,使建筑构件耐火极限与它们在建筑结构安全和消防安全中所起的作用相适应,使建筑构件的耐火性能储备即保证安全又不至于浪费。降低非承重防火墙的耐火极限要求,给建筑材料的提供更大的空间。

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