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高层建筑幕墙层间缝防火封堵新技术的探讨与应用

来源:中国国际门窗幕墙高级研讨会  作者:黄慧敏  日期:2011-12-9
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摘要:层间缝,是幕墙与建筑结构主体之间存在的狭长缝隙。在火灾中,层间缝防火隔烟绝热作用对于整座大楼的防火性能起到至关重要的作用。本文从高层建筑的火灾事故特点出发,探讨幕墙结构层间缝的防火封堵方法,并以一实际事故分析来说明正确的幕墙层间缝防火封堵系统的重要性与有效性。
关键词:层间缝;防火封堵;幕墙结构;
 
  另一个必须安装的构件是水平紧箍槽。将其置于竖向框架之间,固定于围边角钢、竖向框架或采用点焊或缝焊于钢背板上。紧箍槽的位置直接与将要安装防火封堵系统的位置共线,所以应将其安装在楼板的一半厚度处。紧箍槽可以用槽钢、钢立筋或两个拼成“T” 的角钢构造。紧箍槽是在安装其他的矿棉支撑槽(角钢或背衬板)时—起安装,并安装在幕墙的保温层后面。其主要作用是保证防火封堵系统(中的矿棉)受火时处于压紧状态。

  2,2水平缝的防火封堵
  介绍完幕墙结构矿棉隔板和相关支承系统的安装后,必须介绍如何封堵水平的层间缝。(参见图9)正确封堵该水平缝的方法是在缝隙中塞入轻质(通常密度为64kg/m3)矿棉条。把矿棉板切成一定的宽度的矿棉条,若干条矿棉条拼在一起,大概比层间缝宽25%~33%,这样可获得20%~25%的压缩率。安装的时候,矿棉条要保持平整,通常矿棉表面与楼板持平。一般情况下,矿棉只需要挤压紧密,不需要额外的支承构件。安装完矿棉后,在矿棉表面做一层防火封堵层或打上防火封堵胶。这些产品通常是乳胶基材,大部分可以涂刷或采用喷机喷涂。这一层防火封堵层至关重要,一方面,可以把之前的各种构件(若干条矿棉条、幕墙的框架和楼板边缘)粘合在一起,形成一个系统;另一方面,这是一层既能保证矿棉的整体性,又能隔绝高温烟气的密封层;有些时候,硅胶基材同样可以用来做防水。
  对于某些设计而言,层间缝防火封堵系统中最后一步需要做的是幕墙竖框的保护或包裹。对于采用同样的矿棉做成的幕墙的保温层来说这是很少的一部分。通过用矿棉板包裹楼板上下的竖框,既可以提高保温性能,又可以把幕墙的保温层连接起来,形成一个连续的防火分隔带。
  (四)防止烟气的扩散
  火灾现场,烟气是一个致命的因素。正确的层间缝防火封堵系统能够有助于减少烟气的传播。通常,幕墙结构的保温层在分隔带处是带有铝箔的。另外,防火封堵层或防火封堵胶是作为一个连续的构件用来封堵烟气在空隙中的传播。许多相关的实验室设有专门检测防火封堵层或防火封堵胶的气密性实验室。最好的防火封堵系统能够达到单位长度上每秒的释放量小于1升。
  发生火灾时,起火区域的压力慢慢增加,比空气要轻的烟雾和燃烧的副产物开始在天花板处积聚。如果压力继续增加,哪些烟雾和燃烧的副产物会被挤压到一些没有封堵的孔洞那里。另外,高层建筑中,由于室内外温差引起的压力差异,造成气流运动形成烟囱效应。烟囱效应被认为是烟气竖向运动的主要原因,建筑的高度越高,烟囱效应越明显。采用一些气密性较好的产品有助于应对烟气的竖向传播。
  (五)工程案例
  2009年2月9日位于美国麦迪逊大街510号的商住楼在改建施工过程中发生火灾(参见图1Ol,火势被有效控制在起火楼层(2楼X参见图11),该大楼采用了美国ST丨特种技术有限公司提供的防火封堵系统。而值得思考的是在同一天中国刚落成的央视大楼北配电楼也发生火灾,但火势蔓延面积厉害,几乎整座大楼过火。

  (六)结论
  本文介绍的防火方案主要是为了限制火势、烟雾和燃烧的副产物在层间缝中的传播。由于幕墙结构本身的竖向构造方式,一条相当大的幕墙结构的相关链接件与楼板之间的缝隙很自然地存在,有时可能是为了水管的安装或独立隔墙的平整。楼板通过层间缝防火封堵系统有效保证防火分区的作用可以延伸至建筑的外墙。现代的防火封堵系统旨在设计一种既安全又简单的层间缝防火系统,同时可以满足其他需要。当然有些地区,例如中国,并没有建立一套完整的层间缝封堵系统的检测方案,但是,可以通过有资质的工程人员提供的相关工程指引,来让该地区的民众能够采用更合适的层间缝防火封堵系统,建造更安全的用于生产生活的建筑。典型的防火封堵产品通常(在其发售前)需要根据相关规定在不同工况下进行几千上万次试验,并且有相关性能的试验报告证实其可用于各种具体的情况。使用这些产品,在施工成本不增加的情况下,除了可以起到防火阻燃的作用外,还可以达到保温、节能、防潮、防雾和隔音的效果。

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