简析抗震支吊架耐火性能的必要性

■ 曾绪斌 应急管理部四川消防研究所

地震是破坏性极大的自然灾害。在建筑给排水、消防、供暖、通风、空调、燃气、电力、通信等机电工程设施中，安装抗震支吊架可有效减少和避免地震对建筑物内机电设施的损坏。GB50011《建筑抗震设计规范》的2001版就作出规定：非结构构件，包括建筑非结构构件和建筑附属机电设备，自身及其结构主体的连接，应进行抗震设计。GB50981-2014《建筑机电工程抗震设计规范》正式发布后，与抗震支吊架相关的标准如雨后春笋相继出现。随着CECS420-2015《抗震支吊架安装及验收规程》、CJ/T476-2015《建筑机电设备抗震支吊架通用技术条件》、GB/T37267-2018《建筑抗震支吊架通用技术条件》等标准相继发布实施，抗震支吊架的应用也越加规范。

目前抗震支吊架已在国内大量应用，现行规范主要从力学性能和安装要求上做出相应规定，对抗震支吊架的耐火性能关注较少。火灾中抗震支吊架的金属部件的机械性能会发生衰减，出现变形，甚至破坏垮塌，从而使得一些消防设施失去作用。因此，抗震支吊架良好的耐火性能是建筑火灾安全的重要保障，可有效减少和防止次生灾害发生，从而减少人员伤亡和财产损失。

一、抗震支吊架的定义

GB50981-2014《建筑机电工程抗震设计规范》对抗震支吊架的定义为“与建筑结构体牢固连接，以地震力为主要荷载的抗震支撑设施。由锚固件、加固吊杆、抗震连结构件及抗震斜撑组成。”标准CJ/T476-2015、CECS420-2015均采用此定义。抗震支吊架特指管路支吊架系统中能够抵御地震水平破坏力的侧向支撑和纵向支撑。因此抗震支吊架不考虑承重。与抗震支吊架相对的是承重支吊架，或称为装配式支吊架。GB/T38053-2019《装配式支吊架通用技术要求》对装配式支吊架的定义为“工厂预制的连接构件与槽钢在工地现场组装，以重力作用为主要荷载，与建筑结构体牢固连接而成的支吊架。”从定义来看，装配式支吊架主要承载物件的重力，没有包括斜撑等部件。GB/T37267-2018对抗震支吊架的定义为“由锚固件、加固吊杆、抗震连接构件及抗震斜撑组成的与建筑结构体牢固连接的抗震支撑设施。”删除了“以地震力为主要荷载的抗震支撑设施”，即具有抗震功能的支吊架或支吊架系统，既可以抵御水平破坏力，也可以承载物件重力。

二、规范及标准的要求

规范GB50981-2014要求抗震设防烈度为6度到9度的建筑机电工程必须进行抗震设计，管道和设备与建筑结构的连接，应允许连接件有一定的相对形变。对于建筑结构的连接件应采取措施进行抗震设防，防排烟风道、事故通风风道，重力大于1.8kN的空调机组、风机设备，管径不小于25mm的燃气管道，管径不小于DN65的室内给水、热水以及消防管道，截面面积不小于0.38m2的矩形管道，直径大于等于0.7m的圆形风管，内径不小于60mm的电气配管及重力不小于150N/m的电缆梯架、槽盒、母线槽等均应进行抗震设防。

抗震支吊架主要通过在水平管线上安装纵向和侧向的斜撑，以达到抗震的功能。规范根据管道类别不同，明确了抗震支吊架的纵向和侧向斜撑安装的最大间距，见表1。

三、抗震支吊架的应用

根据承载物类别，抗震支吊架主要应用于建筑给排水管道、通风及排烟管道、电线电缆等管线系统中。抗震支吊架作为管路系统的安装基础，不但要有足够的重量承载力，同时也要能有效抵御地震产生的水平破坏力。由于承载物的形态和重量不同，抗震支吊架在实际应用中具有不同的形式。

（一）给排水管道

建筑给排水管道就像建筑的代谢系统，提供水源，排出废水。人们日常生活用水、工业用水、消防供水等管道主要以塑料和金属管道为主，固定在支吊架上的安装方式有单管、多管及组合铺设方式，单管采用的支吊架一般为单管（杆）抗震支吊架，多管及组合管道采用的支吊架多为门型抗震支吊架。典型的安装示例如图1所示。

（二）通风及防排烟管道

建筑的通风系统就像人体自身的呼吸系统，送进新风，排除废气。人们为了增加建筑内居住环境的舒适性，对室内温度和湿度提出更高要求，空调通风系统已普遍应用。建筑防排烟系统是建筑火灾安全的重要保障设施，在火灾中扮演着极其重要的角色。通风及防排烟管道按材质和构造分有金属风管、玻镁风管、保温风管、保温复合风管等。不管是空调通风系统还是防排烟系统，通风管道作为空气或烟气传送的主要通道，被大量应用于各种建筑中。通风管道及管道组合件采用的抗震支吊架主要为门型支吊架，典型的安装示例如图2所示。

（三）电线电缆

电线电缆是建筑的动脉与神经。电力线缆为建筑输送电能，提供动力；通讯线缆为建筑联结信号、传输信息。电力、通讯系统是未来社会智能化、信息化必不可少的基础设施。电力、通讯线缆在应用中通常会用到槽盒、桥架、母线槽等设施。电缆槽盒、母线槽所采用的抗震支吊架主要为门型支吊架，典型的安装示例如图3所示。

四、抗震支吊架耐火性能必要性

建筑给排水管道、通风及排烟管道、电线电缆等设施都是连续性的管线系统，这些管线系统在建筑中就是贯穿设施，为了使用安全，虽然建筑中通常设有竖向管井，但实际应用中难以避免会穿越建筑的楼板、墙体及其他构件。建筑中具有防火功能的楼板、墙体及构件是建筑火灾安全设计的重要组成部分。建筑中设定了不同的防火分区、防烟分区和防火分隔区，通过防火墙、防火隔墙及防火分隔构件等的限制，将可能发生的建筑火灾限制在可控的范围内，从而减少火灾危害。但是这些管线系统就像一把把利刃可以刺穿防火分隔，如果没有做好防火保护，管线系统将成为火焰蔓延的媒介和火灾传播的通道，必然给建筑带来严重的火灾安全隐患。建筑防火设计规范要求一般情况下管线系统应尽量避免穿越防火墙或防火隔墙，当确需穿过时，应做好防火措施，如采用防火封堵材料将墙与贯穿件之间的空隙紧密填充，在贯穿处不能形成缝隙，贯穿件本身应具有一定的防火性能，甚至在火灾中能起到一定的防火保护作用。抗震支吊架作为管线系统的安装基础，它的稳固可靠是管路系统发挥作用的有力保障。

（一）给排水系统是建筑火灾安全的重要保障

给排水管道不但是人们日常生活用水、工业用水不可或缺的输送管路，也是消防供水的基础设施。消防水管连接着水源、消火栓系统、自动灭火系统等消防设施，是消防管网重要的组成部分。抗震支吊架作为消防水管的支承基础，在火灾中如果率先出现破坏或垮塌，将直接影响消防供水，阻碍消防灭火设施的正常工作。

（二）防排烟系统是建筑火灾防控的重要措施

防排烟系统可分为防烟系统和排烟系统。防烟系统通过机械加压送风方式可有效阻止火灾烟气进入楼梯间、前室或避难层；排烟系统通过机械排烟或自然排烟方式，将烟气排至建筑物外。火灾中材料燃烧会产生大量的烟气和有毒气体，浓烟会遮挡人的视线，有毒气体会破坏人体的生理机能，让人丧失逃生能力。建筑防排烟系统能有效降低烟气对人体的伤害，控制烟气和火灾的蔓延，降低火灾危害。因此除了防排烟管道应满足基本的耐火性能要求外，作为管道支承的抗震支吊架也应具有良好的耐火性能，否则在火灾中抗震支吊架破坏必然会导致管道的破坏或垮塌，这样不但会导致防排烟系统功能失效，管道还有可能成为烟气和火灾传播的通道。

（三）电线电缆是建筑火灾预防的关键环节

电线电缆的引燃是电气火灾的主要原因，电线电缆通常集中成束铺设，其表面的绝缘层、护套含有大量可燃物，由于自身老化、电气短路或外部火源等作用下容易被点燃，进而引发火灾。同时，与消防相关的电线电缆还关系到火灾应急照明与疏散、火灾探测与报警、消防联动等诸多安全保障功能。因此电线电缆的火灾防治较为关键，除了提倡采用阻燃及耐火电缆外，用于铺设电线电缆的槽盒也应具有防火保护功能。同样，用于支承电缆槽盒、母线槽的抗震支吊架如果没有良好的耐火性能，在火灾中失去承载力，势必造成线路系统的垮塌，从而引发电线电缆的燃烧和破坏。

五、结语

抗震支吊架作为机电工程管线及设备的安装固定基础，已在我国推行多年，应用越来越广泛，但在实际工程中还存在诸多争议，质量参差不齐。目前现行规范对抗震支吊架并没有提出更多的耐火性能要求。随着人们安全意识的提高，抗震支吊架的耐火性能将逐渐得到更多社会关注。抗震支吊架的产品标准GB/T 37267已明确规定抗震支吊架的耐火性能需达到3h。由于抗震支吊架实际应用中，其材质、结构、用途、承载物等差异较大，抗震支吊架的耐火性能与其实际应用紧密相关，不同工况下的耐火性能现状究竟如何，还需做进一步的研究。