城市道路隧道装饰及防火材料应用研究

2020-05-01沈碧辉

浙江建筑 2020年2期

沈碧辉

(中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司,浙江杭州 311122)

城市道路隧道不同于公路隧道的是对洞内景观及行车环境要求较高,因为合理的装饰设计能够改善驾驶人员的视觉感受,提高行车舒适性,并能改善和提高照明效果；同时由于城市道路隧道车流量高,火灾后果严重,对洞内防火材料的选择要求也相对较高。笔者今结合国内典型城市道路隧道的相关调查研究与分析,提出隧道侧墙装饰材料与顶部防火材料的不同性能要求,分析不同材料的应用现状与主要问题,提出今后的研究及发展方向,希望为业内相关设计及研究人员提供借鉴。

1 隧道装饰及防火材料性能要求

1.1 功能要求

1.1.1 对隧道结构体的防火保护

隧道内发生火灾时,高温烟气迅速向隧道顶部蔓延,随后逐渐向两侧扩散,短时间内顶部区域温度可上升600 ℃以上[1-2],如不采取措施,隧道顶部混凝土很容易失水破裂,影响结构安全,因此需通过设置防火隔离材料减缓隧道混凝土结构的升温。

1.1.2 改善隧道内行车环境

隧道侧墙宜采用浅色明亮系装饰材料,减少隧道内、外亮度差别,消减“黑、白洞”现象；对于长隧道,可采用多色彩搭配(如设置腰线)或设置视觉“敏感点”,缓解封闭空间内行车带来的压抑感和长距离行车造成的视觉疲劳；装饰材料宜采用亚光面板,减少“眩光”现象,确保行车安全。

1.1.3 节能环保

隧道侧墙装饰及顶部防火材料应具有一定的吸声降噪效果,缓解隧道内行车噪声混响问题；侧墙装饰面应能形成漫反射,可改善隧道内照明效果,降低照明用电,体现节能性。

1.2 侧墙装饰材料性能要求

1.2.1 耐久性

隧道内设备、材料更换难度大费用高且对运营影响较大,一般要求具有良好的耐久性,能长期保持材料耐湿性、耐腐蚀、耐老化等性能指标,一般需达到20年以上。

1.2.2 安全性

为避免隧道内发生火灾时影响后壁消防设施安全及加剧火灾蔓延,要求侧墙装饰材料需采用不燃材料,需满足A级燃烧性能要求,同时在高温下不分解放出有毒气体和烟雾。

1.2.3 漫反射

侧墙装饰一般采用明亮系色彩,具有一定的洞内增亮效果,材料表面要平整、光滑,光漫反射系数需大于70%,但无镜面反射。

1.2.4 抗变形能力

装饰材料需具备一定的抗弯强度和刚度,长期受风压及轻度刮擦不产生明显变形,同时易加工安装及调换。

1.3 顶部防火材料性能要求

1.3.1 耐火性能

根据《建筑设计防火规范(GB 50016—2014)》[3]要求,对于一、二类隧道,采用RABT标准升温曲线,隧道承重结构耐火极限分别不应低于2.0 h和1.5 h；对于通行机动车的三类隧道,采用HC标准升温曲线,隧道承重结构耐火极限不应低于2.0 h。当采用RABT标准升温曲线测试时,耐火极限的判定标准为：受火后,当距离混凝土底表面25 mm处钢筋的温度超过250 ℃,或者混凝土表面的温度超过380 ℃时,则判定为达到耐火极限。当采用HC标准升温曲线测试时,耐火极限的判定标准为：受火后,当距离混凝土底表面25 mm处钢筋的温度超过300 ℃,或者混凝土表面的温度超过380 ℃时,则判定为达到耐火极限。

1.3.2 耐久性

顶部防火材料长期受隧道内潮气和汽车尾气的侵蚀,需满足耐水性、耐酸性、耐碱性、耐湿热性及耐冻融循环等要求,否则容易造成材料脱落或耐火性能降低。

1.3.3 产烟毒性

防火材料产烟毒性不应低于ZA1级(25 mg/L)。

2 隧道侧墙装饰材料应用

侧墙墙面装饰是隧道内部装饰的重点,根据隧道各自特点,采用不同的装饰材料、颜色,形成不同的质感与特色[4]。结合隧道线性工程的特点,设计中主要采用色带为主,总体采用浅色调,以减少行车过程中的视觉压抑感,同时局部增加色彩鲜明的装饰元素,缓解视觉疲劳。通常采用消除噪音、美观并且便于今后保洁维护的板材,城市道路隧道一般采用面砖、复合铝板、水泥纤维板及搪瓷钢板,其材料性能比较见表1。

表1 城市道路隧道装饰材料性能比较

3 隧道顶部防火材料应用

隧道顶部防火材料有防火涂料和防火板两类[5-8]。防火涂料主要由粘结剂、隔热骨料、阻燃剂及粘结剂组成,其造价低、施工方便,普遍应用于山岭隧道,如杭州紫之隧道、杭州半山隧道、福州湖东路隧道、厦门翔安海底隧道等。防火板外观美观,对混凝土耐火保护性能较好,主要有硅酸钙板和玻镁板两类,前者以硅质材料和钙质材料为主,辅以增强纤维,后者主要由氧化镁、氯化镁组成,加以镁质胶凝材料制成,防火板在盾构隧道中应用较多,如上海虹梅南路隧道、上海长江隧道、杭州庆春路隧道、杭州文一路地下通道、南京纬三路过江隧道等。防火涂料和防火板材料比较见表2。