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幕墻建筑火勢(shì)向上蔓延的機(jī)理

2011-08-17 15:17:37 作者: 來(lái)源: 【大 中 小】 我要評(píng)論（0）

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當(dāng)建筑物室內(nèi)起火，燃燒產(chǎn)生火焰、熱、氣和煙霧。起初階段熱氣流上升，形成溫差和壓差，使周?chē)目諝庠丛床粩嗟匮a(bǔ)充進(jìn)來(lái)，燃燒溫度不斷提高，引燃附近可燃性物質(zhì)，火勢(shì)不斷地?cái)U(kuò)大。這樣的空氣循環(huán)過(guò)程會(huì)不會(huì)由于室內(nèi)氧氣的耗盡而終止呢？理論上是這樣，但現(xiàn)實(shí)中這樣的情況很少發(fā)生。燃燒室內(nèi)部各處的壓差是不同的，且是動(dòng)態(tài)變化的。室外和下面樓層的空氣通過(guò)幕墻中的間隙和樓板縫隙（如管道、樓梯間等）吸進(jìn)室內(nèi)。氣密性好的幕墻可以延緩這個(gè)階段火勢(shì)的擴(kuò)大。
　　隨著室內(nèi)溫度的不斷提高，室內(nèi)外的壓差也在不斷增加。普通玻璃（非防火玻璃）在火焰的不斷沖擊下，往往會(huì)在15分鐘內(nèi)破碎。大量的熱量和煙霧瞬間沖出室外，導(dǎo)致破碎窗口室內(nèi)側(cè)的溫度下降幾百度。同時(shí)大量的空氣進(jìn)入室內(nèi)參與燃燒，通過(guò)缺口常常將燃燒引到室外，形成對(duì)玻璃幕墻的內(nèi)外夾攻。層間非可視玻璃及上層可視玻璃直接暴露在火焰中，增加了火勢(shì)向上蔓延的可能性。如果由于窗間墻處防火材料或構(gòu)造上的缺陷造成防火系統(tǒng)提早失效，就有可能形成所謂的焰卷效應(yīng)。跟據(jù)美國(guó)對(duì)高層幕墻建筑火災(zāi)的研究統(tǒng)計(jì)資料，約有百分之十的火勢(shì)是通過(guò)室外側(cè)向上蔓延的。這是第一種火勢(shì)向上蔓延的方式。
　　第二種火勢(shì)向上蔓延的方式：
　　混凝土樓板一般用于分隔防火分區(qū)， 它應(yīng)該具有一定的防火級(jí)別。根據(jù)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 》GB 50045 表3.0.2 中規(guī)定，耐火等級(jí)為一級(jí)的建筑物樓板耐火時(shí)間為1.5 個(gè)小時(shí)，耐火等級(jí)為二級(jí)的建筑物樓板耐火時(shí)間為1.0 個(gè)小時(shí)。
　　在混凝土樓板外側(cè)與幕墻內(nèi)側(cè)之間存在一個(gè)空隙�？障兜拇笮〖凹扰c建筑設(shè)計(jì)和幕墻鋁合金系統(tǒng)的大小有關(guān)，也與混凝土結(jié)構(gòu)尺寸誤差、幕墻構(gòu)造及制作安裝誤差等因素有關(guān)。大部分建筑物其實(shí)際范圍在幾十毫米到200毫米之間。這個(gè)空隙也用來(lái)補(bǔ)償由于溫度、載荷、地震等引起的建筑物變形。
　　這個(gè)空隙應(yīng)該視為混凝土樓板的延伸，防火設(shè)計(jì)中它應(yīng)該可靠地填滿防火棉，設(shè)計(jì)合理的周邊水平防火帶必須能夠經(jīng)受住防火規(guī)范GB 50045所要求的耐火時(shí)間。
　在實(shí)際失火狀態(tài)下，這個(gè)空隙有可能進(jìn)一步被擴(kuò)大。主要是由于鋁合金構(gòu)件和鍍鋅鐵板背板的變形，五金連接件、承重支撐構(gòu)件的松動(dòng)。如果防火棉、防煙層不能有效地補(bǔ)償這個(gè)變位�；鹧婧透邷貧饬骶蜁�(huì)通過(guò)這些間隙、裂縫直接進(jìn)入上層樓面。
　　第三種火勢(shì)向上蔓延的方式是通過(guò)熱量傳遞方式進(jìn)行的。熱量傳遞的方式有傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射。幕墻系統(tǒng)的鋁合金立柱是非常好的傳熱載體，而且立柱往往是跨越二個(gè)不同防火分區(qū)，火源層的熱量能通過(guò)立柱向上層傳遞。幕墻的這種構(gòu)造形式?jīng)Q定了它很難被界定為具有等級(jí)概念的“防火幕墻”。在短時(shí)間內(nèi)上層樓面鋁合金表面的溫度會(huì)高于紙張的自燃點(diǎn)。對(duì)流是由于空氣流動(dòng)傳遞熱量。開(kāi)啟窗或玻璃破碎雖然對(duì)排煙有好處，但增加了空氣的流動(dòng)，也增加了氧氣的供給。輻射是溫度較高的物體以能量波的方式向溫度較低的物體傳熱的一種方式。
　　在火源層，當(dāng)溫度升高達(dá)到了某個(gè)臨界點(diǎn)，“轟燃現(xiàn)象”使得在短時(shí)間內(nèi)火勢(shì)由局部擴(kuò)散到整個(gè)空間。火源層的熱量通過(guò)樓板、金屬幕墻及周邊水平防火帶向上層傳遞。如果上一層樓面的溫度升高達(dá)到了某個(gè)臨界點(diǎn)，也可能會(huì)發(fā)生轟燃現(xiàn)象，火勢(shì)就以這樣的方式向上發(fā)展。
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