防火分隔技术在高层建筑中的创新应用探讨

裘霄云

摘要：消防设施是建筑工程中除主体框架结构外的重要建设内容之一，消防设施建设水平直接影响建筑的使用安全，在工程建设中，需要以先进的理念为指导，以前沿的消防技术为支撑，配套高品质的材料及装置，从源头上规避建筑消防安全问题。高层建筑的容量更大，其对防火水平提出更高的要求，值得在此方面“深耕”。因此，围绕防火分隔技术在高层建筑中的应用展开探讨，分析了该项技术的应用思路以及应用要点，以期给同仁提供參考。

关键词：防火分隔技术;高层建筑;工作思路

中图分类号：TU892       文献标识码：A       文章编号：2096-1227（2022）05-0033-03

1  高层建筑防火分隔的主要方式及作用

在高层建筑的建设工作中，防火分隔是不容忽视的一项内容，在合理采取防火隔离措施后，一方面可以利用水喷淋系统等相关装置主动防火，另一方面则可以采取被动防火措施，在主被动相结合的模式下，构筑建筑安全体系，避免高层建筑发生火灾，或因特殊原因而诱发火灾事故，则尽可能减小其不良影响。

1.1  防火分隔的作用

以防火卷帘、耐火隔墙、耐火楼板等具有防火特性的装置为主，由其共同实现防火分隔的目的。在各类装置相配套的方式下，阻止火灾向建筑物内部以及其他区域蔓延，将不良影响降到最小（如图1）。同时，形成的防火分隔区还发挥出安全疏散通道的作用，有利于楼内人员的快速疏散，也可以给消防救援工作的开展开辟“窗口”。可见，防火分隔是提高建筑防火水平的关键方法，极具现实意义。

1.2  防火分隔的两种形式

水平防火隔离：通过防火卷帘、防火墙等的应用，划分楼层面积，切断火势向周边蔓延的路径，切实保证楼内人员的人身安全以及财产安全。

垂直防火隔离：其强调的是纵向的安全防护，例如在不同楼层间采用防火楼层或窗墙，通过此方式阻止火灾向其他楼层蔓延。

2  防火分隔技术在高层建筑中的运用

在以往的建筑防火工作中，所采取的防火隔离方法较为常规，原因在于该时期的绝大部分建筑均采取的是低密度的分布方式以及低高度的建设方式，对消防工作的要求较低，在消防方面的配套有所精简。虽然以往的消防隔离技术较为传统，但在低密度、低高度的建筑建设模式下其依然可以取得较好的应用效果（如图2）。然而随着用地资源紧缺的加剧，大量高层建筑拔地而起，此时亟需对防火技术做出升级，有效提高其应用水平。

2.1  防火墙

防火墙连接至基础或是钢筋混凝土框架上，即该类结构并非单独存在，而是与其他结构共同组成特定的空间。同时，在规划防火墙时，需要避免排气各类管线通道通过，否则会影响防火效果。在安装防火门窗时，应重点考虑到楼梯入口、空调设备放置区等较为关键的位置，加强检查与控制。对于防火门安装作业，可以在防火墙中开启一扇门，并赋予其自动关闭的功能，以提高防火的自动化水平。

2.2  防火隔墙

防火隔墙对建筑内部做水平方向的隔断处理，阻止火势的蔓延。防火隔墙需要依据规范做好防火测试工作，只有在各项指标均满足要求后方可使用。

2.3  防火门窗

防火门窗主要安装在建筑物的开口连接处、消防应急口、制冷自动防火体系等部位，其作用在于提供应急疏散通道。在高层建筑的日常使用中，防火门窗普遍呈关闭的状态，若需要可手动开启。随着技术的升级，部分防火门窗具备自动关闭的功能。

2.4  防火阀

在技术升级以及用户对建筑功能要求日益提高的背景下，中央空调系统在高层建筑中的占比逐步加大，其在改善建筑内部温湿度方面具有重要作用，但在发生火灾后，烟雾易沿着管道快速扩散至其他区域。对此，必须有效切断烟雾的流通路径。可在各关键的节点处设置防火阀，在正常情况下其保持开放的状态，当楼内发生火灾时，若实际温度超过70℃，则会以自动化的方式尽快关闭，以阻隔烟雾的流通路径。考虑到火灾高温破坏性较强的特点，所配套的阀门应具有较高的耐火性，确保在高温环境中无失效的问题。

3  传统防火分隔技术的不足

在现阶段的水平防火分隔构件设置中，应用较为广泛的有防火卷帘和耐火隔墙，但其各自在实际应用中存在某些不足。根据规定，发生火灾后，防火卷帘应具备自动降落的能力，但就实际使用情况来看，常出现防火卷帘无法降落或是无法完全降落的情况，从而给火势的蔓延提供了“机会”。部分情况下，防火卷帘会在上层高温烟气的持续影响下而整捆脱落，此时其完全丧失防火的功能，形同虚设。对于带有中庭的高档商场以及购物中心而言，设置卷帘门虽然可以起到防火的作用，但碍于造型、尺寸等缘故，其与该类场所格格不入，由此表现出适用性不足的问题。

防火隔墙指的是耐火性能及隔热性能均较好的承重或非承重墙。从适用性的角度来看，由于防火隔墙缺乏通透性，导致其在追求美观的建筑中缺乏可行性，例如大型商场、会展中心。根据GB50016-2014（2018年版）《建筑设计防火规范》中的相关规定，若在环廊四周设置防火分隔装置，则需要对现场空间做合理的划分，形成明确的防火分区。若将防火隔墙用于防火分隔，则极容易损失建筑物的整体美观性。

可见，无论是防火卷帘还是防火隔墙，其在实际使用中或多或少地存在一些局限性，例如在火灾中局部失效或完全失效、美感不足等。在此背景下，业内人士积极探索，提出一种更具可行性的方案，即“钢化玻璃+喷淋”的综合型方案，此外也可根据需求用热增强型玻璃取代钢化玻璃，为满足防火要求，厚度不可小于6mm。其中，喷淋的作用在于持续对玻璃做降温处理，充分发挥出玻璃的防火优势。对于玻璃间的连接，可以利用硅密封剂做填充处理，或是利用不燃竖框连接。

4  新防火分隔技术在高层建筑中的运用

根据前述分析可知，传统的防火分隔技术在功能适用性、结构美观性等方面有一定程度的不足，需要对防火分隔技术做出优化，在保留甚至增强原有优势的同时，解决常规技术在应用中所存在的问题。在新防火分隔技术的应用中，一方面需丰富建筑的功能，构筑完善、可靠的防火屏障;另一方面则需要注重对技术操作层面的优化，在不影响防火效果的前提下，尽可能精简作业流程，以期在较短的时间内完成防火分隔的工作。

4.1  防火分隔新技术

现阶段，传统的防火分隔技术在高层建筑中的适用性逐步降低，面对新的防火要求，其滞后性问题愈发明显。以防火卷帘为例，其在高温环境中可能会出现无法正常降落甚至掉落的情况。此外，部分传统的防火分隔技术虽然在防火功能层面有较好的表现，但在建筑美学层面却与现阶段的要求存在较大的差距。

此时，防火分隔新技术应运而生，其充分整合了钢化玻璃和喷淋两类装置，集多重优势于一体，可以解决传统防火分隔技术功能不完善、美观性较差等问题。在防火分隔新技术的应用中，需要用不燃的竖框将玻璃相互连接，或是使用适量的油质硅酮密封胶做填充处理。存在防火需求时，喷淋可以起到降温的作用，避免钢化玻璃温度过高。

4.2  新防火分隔技术的分析

从实际应用的角度来看，防火分隔新技術具有操作可行性高、防火效果好的应用优势，以往传统防火分隔技术所暴露出的问题得到有效解决。在新的防火分隔技术中，应用到优质的新型钢化玻璃，其在防火隔离方面的应用效果突出。通常，该钢化玻璃的厚度达到6cm左右，而考虑到火灾高温环境下钢化玻璃的温度易大幅升高，需要配备玻璃喷嘴，并涂抹密封胶，保证防火装置的严密性。在落实多重措施后，可以较为有效地规避玻璃高温开裂的问题，且玻璃不会与火焰直接接触。

4.3  新防火分隔技术的应用要点

新型防火分隔技术相比于传统的防火分隔技术而言，其在对操作者的工作水平提出更高的要求，因此有关工作人员需要准确认识新型防火分隔技术的应用机理，把握该项技术的应用要点，切实发挥出其应用优势。

以高层建筑的消防管理工作为例，在设计和施工中需要充分考虑到其水量的控制要求。若配套了喷头保护系统，则需要计算喷头所需的面积;若未采取喷头保护措施，则需考虑水压最弱的运行工况，计算此时喷头的合适位置以及流量。设置洒水喷头时，较为合适的是将其规划在钢化玻璃的两侧，控制好角度，使水能够被均匀喷出，从而全面灭火。

4.3.1  钢化玻璃和窗玻璃喷头

新型防火分隔技术采用钢化玻璃和玻璃喷头，并配套不燃的窗框或是硅密封剂，由此构成完整、严密、稳定的防火分隔装置。在高温环境下，窗玻璃喷头能够将水均匀地喷射在钢化玻璃上，既能够控制钢化玻璃的温度，又可以避免分布在建筑物内部的物品出现燃烧。

4.3.2  改进隔火技术试验

模拟火灾现场耐火试验、软管冲击试验和小火试验，通过多重方法检验新防火分隔技术的应用效果，即在防火过程中喷头是否可以正常使用、钢化玻璃是否具有完整性等，以便对新型防火分隔技术形成更为准确的认识，为技术的优化提供参考。

4.3.3  新型防火分隔技术的运用注意事项

在应用新型防火分隔技术时，需重点考虑各个细节，主要有：

①有效提高钢化玻璃的密封性，要求其无法被打开，否则将形成烟雾渗漏通道。

②合理选择窗玻璃喷头，并以实际安装位置为准，适配相应的湿淋系统。为保证喷水的均匀性，宜在钢化玻璃的两侧设置窗玻璃喷头。窗玻璃喷头的间距也需要得到有效地控制，通常为≤2.44 m。

③以防火分隔技术的实际应用要求为准，准确计算，有效控制用水量，要求各喷头水量≥75.7L/min。

4.4  新防火分隔技术的试验

针对钢化玻璃与窗玻璃喷头组合的新型防火分隔装置组织试验，检验其性能，试验主要有如下三类：

以《建筑构件和材料火灾试验标准方法》中标准升温曲线为主要的依据，对钢化玻璃与窗玻璃喷头的耐火性展开分析。试验环节，所用加热设备为燃烧试验炉，用该装置对待测防火分隔装置与混凝土联结于一体的空间做加热处理，此过程中该空间的温度逐步提高，及时触发窗玻璃喷头，利用该喷水向钢化玻璃上均匀喷水。试验过程中，试验时间的控制可以根据具体的耐火等级要求而定，例如1h、3h或4h。从试验结果来看，窗玻璃喷头可以正常启用，向钢化玻璃均匀喷水;钢化玻璃的温度则得到有效地控制，无异常升温或是高温受损等问题。总体来看，钢化玻璃与窗玻璃喷头所组成的防火分隔装置具有良好的耐火性能。

在结束耐火性试验后，随即组织消防水带冲击试验，中途间隔时间应在3min内，否则试验结果难以准确反映出防火分隔装置的实际应用效果。试验中，消防水带喷嘴的压力值为2.1bar，试验时间为16s/m2。从中心底部开始组织试验，结束一个试验周期后，再反向操作一次。从试验结果来看，防火分隔装置运行稳定，可以满足相关要求。

在前述基础上，组织小火试验。试验装置采用的是40kW的油盘火，目的在于检查窗玻璃喷头对钢化玻璃的防护效果。考虑到试验结果的准确性以及试验操作的便捷性，通常将油盘置于钢化玻璃相距50mm的位置。小火的放热速率相对较低，因此会延长窗玻璃喷头的喷水时间。除此之外，在该试验装置布设方式下，火与玻璃的间距较小，若窗玻璃喷头的启动速度具有滞后性，则极容易出现钢化玻璃难以得到及时防护的情况，随之显现出破碎问题，此时整个防火分隔装置的防护作用不足，火势易向周边防火分区蔓延。由此看来，装置的整体稳定性必须得到保证。而从试验结果来看，钢化玻璃与窗玻璃喷头所组成的整体装置可经受外部环境的“考验”，小火试验的结果可满足要求。

5  結语

综上所述，在社会经济逐步发展、居住生活品质要求日益提高的背景下，高层建筑的防火水平也应当得以提高。在防火设计中，需要兼顾防火功能要求和美观要求两大内容。以往的防火分隔技术在实际应用中可能存在功能或美观层面的缺失，而以钢化玻璃和窗玻璃喷头为核心的新型防火分隔技术则可以突破传统技术的束缚，利用窗玻璃喷头对钢化玻璃做降温处理，从而充分发挥出钢化玻璃在阻隔火势蔓延方面的作用，兼具防火可靠、结构美观等多重特点。随着技术的持续升级，相信其在后续的高层建筑防火分隔领域将取得更为突出的发展成果。

参考文献：

[1]卫文彬，赵欢欢，赵利宏.城际铁路地下站超大站厅防火分隔方案研究[J].消防科学与技术，2020（08）：57-60.

[2]范贤：建筑消防中防火分隔技术有效应用分析[J].中国科技信息，2020（10）：49-50.

[3]陈秀勇.建筑消防工程中防火分隔施工技术的应用[J].消防界（电子版），2020，6（19）：89+91.

Discussion on the innovative application of fire separation technology in high-rise buildings

Qiu Xiaoyun

（Ningbo Municipal Fire and Rescue Brigade，Zhejiang  Ningbo  315000）

Abstract：Fire facilities are one of the important construction contents other than the mainframe structure in construction projects. The level of fire construction directly affects the safety of the use of buildings. In engineering construction， it is necessary to be guided by advanced concepts， supported by cutting-edge fire technology， and supported by high-quality materials and devices， so as to avoid building fire safety problems from the source. The capacity of high-rise buildings is larger， and they have higher requirements for fire protection， which is worth "deep cultivation" in this regard. Therefore， the paper discusses the application of fire separation technology in high-rise buildings， and analyzes the application ideas and application points of the technology， in order to provide some references for colleagues.

Keywords：fire separation technology; high-rise building; working idea