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玻璃幕墙高层建筑防火那些你不知道的知识!
发布时间:2018-04-16        浏览次数:5        返回列表

认识火灾的真面目

  随着城市化的发展,高层建筑越来越普遍,在享受土地集约优势的同时,我们也要面对新的威胁——高层建筑火灾。在建筑火灾中,高层建筑受火灾威胁最大,难以扑灭。这种威胁的诞生有以下原因:

  1、高层建筑垂直高度较高,常常超过了登高消防车的最大工作高度24m。

  2、受气流和风力作用明显,一般来说离地越高、风力越大,会增加火势蔓延的速度。

  3、逃生困难,火灾现场会现场大量的烟尘和有害气体,在高层建筑中流动快,容易造成人员伤亡。

  接下来,我们了解下火灾发生后可能存在的发展过程。

  室内火灾的4个阶段和特征

  要了解高层建筑火灾,我们必须先了解下室内火灾的发展阶段,如下图:

  

  火灾发展的4个阶段

  

  室内火灾发展4个阶段的各自特征

  在这个阶段中,火灾还局限在部分楼层、区域,危害有限,容易逃生。

  引发二次火灾的外部燃烧

  在建筑火灾发展阶段或者全盛阶段,如果火灾空间的通风口面积不足,室内的空气量不足,未燃烧的燃料会随着烟气运动,流出窗户,然后与室外的新鲜空气混合并继续燃烧,这就是建筑火灾的外部燃烧现象。

  

  高层建筑的外部燃烧

  由于外部的氧气更为充足,发生外部燃烧现象时,室内外的温度都达到最大值,因此外部燃烧的危害相当大、它会引发二次火灾,使得火灾向邻近的房间和楼层蔓延,火灾规模和损失会随之加大。

  建筑幕墙系统:控制火灾危害的最后防火线

  通过上面对建筑火灾行为的分析,结合国内对火灾行为的相关研究,我们可得到以下几个结论:

  1、如果火灾起火点不靠近外墙,则依据火灾热流的分析可以推断:火灾初期增长阶段对外墙的影响并不大,基本不会发生幕墙的破坏现象。

  2、室内外温度的差异会造成玻璃的破碎,通常在轰燃的前后发生,而轰燃本身所产生的瞬间高压也有可能将玻璃冲破。

  3、建筑外墙上的开口,包括开窗和火灾中碎裂的玻璃板块,是火灾垂直或者水平蔓延的重要渠道,会使火灾的损害迅速扩大。

  当幕墙玻璃开裂掉落后,火焰可从幕墙外侧窜至上层墙面烧裂上层玻璃幕墙后,窜入上层室内。美国安底斯大楼火灾,大面积玻璃幕墙成为火势向上蔓延的主要途径。1988年洛杉矶第一洲际银行大楼(62层)起火后,由于幕墙玻璃很快破裂,火焰沿外墙上卷延烧,造成十分惨重损失。1994年1月30日,上海沪西文化宫二楼火灾,由于外墙面为玻璃幕墙无防火设施,10~15min时间,杆件熔化掉落,玻璃炸裂,二、三层全部受灾。

  结合上面两部分内容,我们可以知道,当火灾发生时,建筑幕墙系统的防火效果,对阻止室内火灾发展成外部燃烧,或在火灾变得更加严重时帮助人们进行逃离是非常重要的。

  2

  幕墙防火系统:4大基础构件的具体作用

  在开始了解幕墙系统的防火作用之前,先要了解一些基本术语。

  不能不懂的6个专业术语

  1、防火:防止火灾发生和(或)限制其影响的措施。 表明防止火灾的发生可称为“防火”,限制火灾造成影响的措施也可称为“防火”。

  2、阻燃:对材料添加物质或进行处理以抑制其燃烧、或显著减弱或延缓其在燃烧时火焰的扩展。

  3、防火性能:是指暴露于火中的材料、产品和(或)构件,发生物理和(或)化学变化或保持原有的性能。

  4、燃烧性能:是指材料和(或)制品遇火燃烧时所发生的一切物理和(或)化学变化。也就是对火反应特性。

  5、耐火性能:是指建筑构件、配件或结构在一定时间内满足标准耐火试验的稳定性、完整性和(或)隔热性的能力。

  6、耐火极限:指在标准耐火试验条件下,建筑构件,配件或结构从受到火的作用时起,到失去稳定性、完整性或隔热性时止的这段时间。

  不同建筑幕墙构件在火灾中的作用

  建筑幕墙的常见构件包括建筑玻璃、建筑钢材、建筑用铝合金型材、密封材料四类。每类构件中,都有多种产品可供选择,但有些是不防火的、有些是防火的。能发挥防火作用的四类构件功能如下:

  1、防火玻璃。防火玻璃,其在防火时的作用主要是控制火势的蔓延或隔烟,是一种措施型的防火材料,其防火的效果以耐火性能进行评价。

  2、防火铝塑板。金属幕墙中常用的一种建筑材料,其防火主要是材料本身难燃烧,是防止火灾发生的防火材料,即防火型的防火材料。燃烧性能是其评价指标。

  3、防火涂料。防火涂料的防火是利用涂料在火灾时的化学反应,对所涂覆的结构或构件起到隔热保护作用,从而保持结构的完整性。防火涂料是一种措施型的防火材料。

  4、防火密封胶。防火密封胶是一种封堵用的密封材料,具有密封与防火的双重性能,属于措施型防火材料。需有抗位移变形能力与防火防烟能力。

  普通的建筑幕墙特别是玻璃幕墙是不具备防火能力的。但即使是防火幕墙,也会随着温度的提高,丧失防火功能。

  

  火灾中幕墙系统各构件的损坏

  幕墙系统被破坏的显著表现:

  1、防火封堵脱落

  2、建筑幕墙龙骨严重变形

  3、幕墙板块碎裂

  4、建筑幕墙密封材料受热破坏。

  幕墙构件防火效果:决定逃命时间长短的产品选择

  防火玻璃:以耐火性能防止玻璃碎裂

  防火玻璃作为一种新的建筑防火产品被越来越多的建筑所采用,但这类产品的设计检验还没有专门的规范与标准。

  

  为什么建筑的玻璃会炸裂

  防火玻璃产品的分类,不少商家在宣传时称自己的玻璃耐热时间怎么长,有多好,其实一般按照耐热程度分为一至三个小时不等;按耐火性能分为:甲级、乙级、丙级。而有商家是按品种用途分类,一般分为A、B、C三类,我们的防火玻璃隔产品常用C和B类,要求在高的使用B或A类如船窗居多。

  

  钢化玻璃在模拟火灾中的表现

  

  夹层安全玻璃在模拟火灾中的表现

  

  钢化防火玻璃在模拟火灾中的表现

  由于幕墙系统是一个整体工程,评估防火玻璃时还要注意如下三个方面:

  1.防火玻璃运用到幕墙与隔断的设计并不是简单地替换,将幕墙或隔断所使用的非耐火性能的材料改用耐火的材料就可以,更不是将普通玻璃换成防火玻璃就万事大吉,而是要将它作为一个防火系统来全面考虑。

  2.防火玻璃幕墙与隔断的所能达到的耐火性能等级,需要综合考虑整个系统各因素的耐火等级才能确定,主观地推测可能会犯错误,必要时需做检测试验来确定。

  3.设计选用防火玻璃时,需注意玻璃板块的尺寸与耐火性能等级的对应关系。

  防火涂料:以耐火性防止钢结构的变形

  防火涂料与钢结构

  钢结构因具有强度高、重量轻、韧性好、施工速度快等特点,被广泛应用于建筑结构中,但是耐火性能差是钢结构的一个致命弱点,所以钢结构防火、耐火问题成为了一个非常关键的问题。

  而防火涂料,可以对所涂覆的结构或构件起到隔热保护作用,用防火涂料覆盖钢结构是一种比较传统的方法。

  膨胀型涂料暴露在高温下,其膨胀体积可以达到50倍,有的甚至高达200倍。这样形成的保护层能有效地阻止热量被传导到钢材上。常用阻燃剂的分解温度大部分低于300C,能够满足钢结构保护的需要。

  

  涂料的图层厚度与耐火性极限的关系

  评估防火涂料效果的3点因素:

  1、涂料的喷涂厚度。涂料的喷涂厚度与钢结构的耐火极限密切相关,同种涂料,涂料越厚,构件的耐火极限越高。因此,在火灾时防火涂料越厚,防火隔热效果则越好。

  2、喷涂的施工工艺。采用防火涂料保护的钢结构的耐火极限受环境的温度和湿度、施工工艺与质量以及涂料质量等因素影响很大,并要求涂料要具有良好的耐久性。

  3、老化现象。目前,在室外钢结构上的防火涂料常发生风化变黄、粉化、起皮、气泡、脱落、龟裂等发生理化性能降低的老化现象。

  另外,在施工过程中还存在涂层厚度达不到要求、涂料选型不当、以次充好等问题。这些因素对钢结构耐火保护带来的隐患,是当前选用防火涂料喷涂保护方法必须慎重考虑和控制的。

  防火密封胶:以耐高温性维持密封性的防烟、隔热等作用

  数据显示,在火灾发生时,因吸入过量烟毒气体导致人体窒息伤亡比例为75%,有效的防烟措施显得尤为重要。防火密封胶是一种封堵用的密封材料,粘稠状胶体材料,能粘结在多种建材表面,在空气中硬化。在高温或火灾环境下,体积膨胀,并表面碳化。具有防火、防烟和隔热性能。

  

  常用密封剂对温度稳定性及耐高温性能比较

  防火设计是靠一个系统来实现幕墙的防火功能,并不是不燃或难燃材料的简单组合,任何一个薄弱环节都可能导致整个系统的防火失败。

  比如,一个隐框幕墙采用了防火玻璃、防火钢框架支撑结构,但采用阻燃结构胶对玻璃进行结构粘结,火灾发生时,阻燃结构胶本身虽然不助燃,但在高温下会很快失去强度,导致玻璃整体脱落,火势会在玻璃脱落的地方迅速蔓延,无法实现防火的功能。

  总结:防火安全从设计到施工都需重视

  安全问题,是地产人、建筑人、供应商共同关心的首要问题。幕墙在防火中占据着非常重要的地位,对防火设计的考虑也需与时俱进。

  在建筑幕墙设计中会使用到很多种防火材料,虽都称为防火材料,但各自的防火作用与防火能力却是大不一样,如防火玻璃可做防火隔断并起到防火的作用,如采用防火铝塑板单独作为面板材料做成防火隔断,耐火时间可能不会超过30分钟。这是因为防火铝塑板只是一种难燃的装饰材料,没有很好的耐火性!

  虽然材料种类繁多,但在进行防火设计施工选材时必须坚持如下3点:

  1.充分地理解设计部位或结构对消防的真正需要。如隔火的要求与隔烟隔热的要求设计是不一样的。

  2.充分地了解防火材料的防火本质,正确选用材料。防火型的防火材料就不能用于需采用措施型防火材料的地方。

  3.防火材料的防火性能等级的理解,应对照试验报告与相关的标准或规范,这是正确选用防火材料的关键。

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转载来自于:http://www.blmujc.com/news/86.html