防火分隔技术在建筑消防中的应用

2017-07-15陈宜炜

海峡科学 2017年11期

陈宜炜

防火分隔技术在建筑消防中的应用

陈宜炜

厦门市公安消防支队

随着现代化城市的迅速发展，各地建筑也向高层发展，结构复杂、功能多样的大型商业建筑逐渐增多，对建筑的被动防火能力也有了更高的要求。防火分隔属于被动防火的一种有效防护措施，传统的防火分隔技术存在较多缺陷，满足不了大型商业建筑或特殊情况下的建筑消防要求，须不断探索新技术并积累新技术经验。该文首先阐述建筑消防防火分隔技术的定义和分类，提出新防火分隔技术，对钢化玻璃和窗玻璃喷头组合在实际应用中的要点进行分析，并对防火玻璃及其自动喷水冷却系统的实际应用进行了探讨。

防火分隔钢化玻璃防火玻璃喷水冷却

1 建筑消防防火分隔技术的定义和分类

1.1 建筑消防防火分隔技术的定义

建筑消防所采用的防火分隔技术是通过耐火建筑构件将建筑物内部空间进行分隔，在火灾初起阶段可将火灾限制在起火区域内，并防止火灾向四周蔓延，采用防火分隔措施也在一定程度上对建筑内部空间进行了防火分区的划分。好的分隔措施在火灾初起时可延缓建筑内火灾的发展，为建筑内人员的安全疏散和逃离提供更多的时间，也为火灾扑救提供有利条件。防火分隔具有阻止火灾由初起防火区域向外区域扩散的作用。

1.2 建筑消防防火分隔措施类别

根据火势蔓延方向可将防火分隔措施分为水平防火分隔和竖向防火分隔。水平防火分隔措施，是指在水平方向上对火灾蔓延发挥阻止作用，主要用于楼层内部的防火分隔，通常是采用防火门、防火墙、防火卷帘等实现建筑内的防火分隔。竖向防火分隔措施，即在垂直方向上对火灾蔓延发挥阻止作用，主要用于建筑物楼层间的防火分隔，通常会设置耐火楼板、窗间墙等，将目标楼层隔开并形成不相同高程的防火分隔带。目前竖向防火分隔技术在建筑中的应用效果较好，国内外均有较多的成功实例。而水平方向防火分隔技术较为不足，仍需不断探索。

2 钢化玻璃和窗玻璃喷头组合应用要点

建筑消防传统的防火分隔技术尚存在较多不足之处，无法满足目前复杂或大型建筑的防火需求。例如，耐火隔墙缺乏通透性，防火卷帘在过高温度下易脱落，存在美观性较差、管道内的防火排烟阀门作用后不易区分问题管道等问题。钢化玻璃和窗玻璃喷头组合形式是新型的防火分隔技术，已得到权威机构的认证，即：采用厚度高于6mm的钢化玻璃，通过硅密封剂或者不燃竖框进行连接，并利用窗玻璃喷头自动喷水降温功能降低玻璃背面温度，预防背面区域可燃物引燃。在实际应用中须重点考虑以下几个方面：

在系统类型选择上，钢化玻璃与窗玻璃喷头组合中采用的是独立喷淋系统。喷头须均匀布置于玻璃两侧，这样的布置方式可阻止火灾发生后温度由一侧向另一侧发展。这种组合方式可选用雨淋系统和湿式系统，雨淋系统适宜安装在室外，湿式系统则适宜安装在室内。

在钢化玻璃安装上，安装前不宜开启钢化玻璃保护，钢化玻璃框架须选用不可燃材料，玻璃与框架之间可采用三元乙丙橡胶条密封，通过不可燃竖框或硅密封剂对钢化玻璃间的垂直接缝进行连接。

水力计算钢化玻璃窗的喷头间距须控制在1.83～2.44m范围内，每个喷头流量不得低于75.7 L/min。如果建筑空间中已经设有相应的喷淋保护措施，须针对水力不利的一侧进行喷头水力计算。若采用的是雨淋系统，那么须对室外部分雨淋阀所控制的所有喷头进行水利计算。而一些已设有喷淋保护措施的空间，须依据有关规范对所有喷头进行水力计算。

3 防火玻璃及其自动喷水冷却系统在建筑消防中的应用

若将防火分隔水幕用于大型商场内的中庭和商业内街的防火分隔，用水量太大。一些跨度较大的商场若采用防火卷帘进行防火分隔，在使用中易造成防火卷帘的扭曲变形。所以对于一些多功能化、中庭化的大型商业建筑，传统的防火分隔技术不能满足其通透、采光、技术等方面的需求，那么通过自动冷却系统保护的防火玻璃可实现有效的防火分隔。

3.1 防火玻璃

防火玻璃也属于一种钢化玻璃，玻璃表面具有较高的压应力，具有钢化玻璃所不具备的耐火性能，实际建筑工程应用中不可用单片的钢化玻璃替代防火玻璃。根据耐火性能，防火玻璃可分为A类（隔热型防火玻璃）和C类（非隔热型防火玻璃）①。单片的防火玻璃和复合防火玻璃需满足相应的耐火等级要求，单片防火玻璃在建筑使用中包括夹丝（网）型、高强度型、特种成分型、镀膜型。复合防火玻璃在建筑使用中分为夹层复合型、夹丝网型、中空型等。与复合防火玻璃相比较，单片防火玻璃安全性能高、安装简易、强度高、老化率低，易用于大型商业建筑消防中。

3.2 自动喷水冷却系统

由于防火玻璃所进行的耐火等级测试因尺寸不同所得到的结果不同，如果在工程设计时因条件限制无法确认防火分隔应采用的防火玻璃的尺寸，就不能确认其耐火性能条件。单片高强度防火玻璃并不具有隔热和防热辐射功能，在玻璃的背火区域须通过喷水冷却来阻止火灾发生后热的传递和辐射。而防火玻璃喷水冷却可采用开式系统或者闭式系统，但由于闭式系统不存在开式系统的缺陷，所以防火玻璃应将闭式湿式自动喷水系统作为首选。

有一些观点认为，喷水冷却时间可减去防火玻璃自身耐火时间。参照我国防火卷帘的相关消防规范，并未看到类似的要求，加之防火玻璃经过一定耐火时间后再进行喷水冷却易造成玻璃的冷脆或炸裂，因此这样的做法不可取，防火玻璃的喷水冷却时间应按照不得低于规范中要求的耐火时间进行设置。当持续喷水时间相同时，建筑内的自动喷水灭火系统可与防火玻璃冷却系统合用（各自独立设置报警阀），水流量为两系统的叠加，供水时间按两者最大值设置；不能合用时则设置独立的供水系统。

国内对带有自动冷却系统的防火玻璃进行的实体火灾试验所采用的窗玻璃喷头保护的最大高度为4m，UL机构所认证的是3.96m，因此在没有得到认可的新的试验数据前，建筑工程中使用的防火玻璃不宜超出4m，防火玻璃高度和框架固定还需通过耐火性能试验再进行确认。

该系统的喷水强度可参考防火卷帘的相关参数，喷水强度不小于0.5L/(s·m)，最不利点喷头的压力在计算的基础上不小于0.1MPa。我国在对防火玻璃自动喷水冷却系统方面缺乏规定，闭式自动喷水冷却系统流量存在着争议，而在实际的建筑工程设计中则采用偏安全的方法进行计算。

在实际应用中，该系统无论是采用窗玻璃喷头和边墙式喷头，还是高压细水雾喷头，都能得到良好的喷水冷却效果。其中窗玻璃喷头所形成的水帘均匀，喷洒范围包含整块玻璃，喷水冷却效果是三种喷头中最好的。边墙式喷头会在玻璃的上边缘左右边角处存在盲区。高压细水雾喷头是防火玻璃喷水冷却中最为理想的一种喷头型式，但是因其三维空间的喷雾造成的雾化作用过大，使室内可见度降低，影响火灾中人员的疏散和撤离。窗玻璃喷头的竖向布置可参考边墙型喷头进行安装，在平面布置上可参考防火卷帘冷却系统中对喷头的安装要求。