闭式系统冷却保护防火玻璃隔墙应用分析

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  摘要:闭式系统冷却保护防火玻璃隔墙作为建筑防火分隔在大型综合性建筑、公共建筑及商业建筑中正逐步替代防火墙及防火卷帘。这种防火分隔的有效性已得到大量实验验证,但是闭式系统作为冷却防护系统时,其系统参数在规范中并未作出具体规定。本文针对该种防火分隔方式进行介绍,并对其应用进行探讨分析。
  关键词:闭式系统; 防火玻璃隔墙; 钢化玻璃; 防火玻璃; 冷却
  1前言
  现代建筑的发展趋势:1.为节约城市用地,建筑向高处和地下发展;2.为满足多样的社会服务功能,建筑向复合型、综合性发展,即一栋建筑内设置的社会服务可满足大部分人的多种需求;3.建筑向大空间发展。基于建筑的发展趋势,大型综合性公共建筑(如大型商城、展览馆、航站楼、火车站等)在大、中城市纷纷建立。
  目前,多数此类建筑及商业街两侧的商业建筑为满足其使用功能和达到良好的视觉效果采用防火玻璃隔墙代替实体防火墙、防火卷帘作为建筑防火分隔,为进一步提高防火玻璃隔墙的耐火时间和隔热效果常采用自动喷水灭火系统对防火玻璃隔墙进行保护冷却。实际工程中常采用闭式喷头对防火玻璃隔墙进行冷却保护,但现行规范中对自动喷水灭火系统采用闭式喷头进行冷却防护并未做出具体的安装规定(系统参数、选型、布置间距等),只是针对系统采用水幕喷头进行冷却保护防火卷帘时做出了部分规定。
  现阶段,国内许多大型综合性公共建筑建筑采用性能化评估的方法进行设计审核,其中有涉及到对闭式系统冷却保护防火玻璃隔墙作为建筑防火分隔进行实验评估,但其研究的方向主要集中在特定的系统参数、喷头选型、喷头布置距离以及喷头间距条件下,冷却防护防火玻璃隔墙在相应的火灾荷载下是否能够保持其完整有效性,而针对闭式系统对防火玻璃隔墙进行冷却保护的冷却效果研究较少,即改变系统设计参数、喷头选型、喷头布置间距及布置方式等的情况下,闭式系统防火玻璃隔墙的冷却规律研究。
  2防火玻璃隔墙
  防火玻璃隔墙主要采用钢化玻璃和防火玻璃,钢化玻璃和防火玻璃作为新型建筑材料,因其独特的性能应用越来越广泛,而采用自动喷水灭火系统冷却保护防火玻璃隔墙的方法克服了应用钢化玻璃和部分防火玻璃过程中耐火极限和隔热效果不满足要求的欠缺。
  钢化玻璃按形状主要分为平面钢化玻璃和曲面钢化玻璃。钢化玻璃按形状分为平面钢化玻璃和曲面钢化玻璃。其中,平面钢化玻璃厚度有4 mm、5 mm、6 mm、8 mm、10 mm、12 mm、15 mm以及19mm,共8种;曲面钢化玻璃厚度有5 mm、6 mm以及8 mm,共3种。实际建筑工程中通常采用厚度为10 mm的平面钢化玻璃。
  防火玻璃按结构分类:
  (1)复合防火玻璃(FFB)。由两层或两层以上玻璃复合而成或由一层玻璃和有机材料复合而成,并满足相应耐火性能要求的特种玻璃。
  (2)单片防火玻璃(DFB)。由单层玻璃构成,并满足相应耐火性能要求的特种玻璃。
  防火玻璃隔墙主要分类如图1.1所示:
  2.1钢化玻璃
  钢化玻璃为一种建筑用安全玻璃,能够在一定时间内、一定温度下阻隔火灾的直接蔓延以及火灾烟气的扩散,却不能有效阻隔火灾中产生的热量向其背火面传播。火灾可能引燃钢化玻璃背火面附近的可燃易燃物品,导致火灾蔓延。钢化玻璃作为建筑防火分隔时,其耐火时间不能满足国家现行有关消防技术规范的要求。
  公安部天津消防研究所倪照鹏、路世昌等人进行的自动喷水冷却系统保护下钢化玻璃作为防火分隔物可行性试验研究表明:在不同火源形式下(1.5 MW木垛火和1.26 MW油池火),10mm厚的钢化玻璃窗的破碎温度在300 oC~350 ℃之间;若自动喷水冷却系统延时启动,玻璃受火源热作用局部温度达到200 ℃以上时会产生一定的变形,此时进行喷水保护,会造成玻璃迅速冷脆炸裂,而失去完整性。因此,一旦自动喷水冷却系统未及时启动,并造成玻璃表面与冷却水之间温差较大((150 ℃以上))时,玻璃会发生冷脆炸裂现象。[1]
  2.2防火玻璃
  (1)防火玻璃按照耐火性能分类:
  1)A类防火玻璃:同时满足耐火完整性、耐火隔热性要求的防火玻璃又称为隔热型防火玻璃。
  2)C类防火玻璃:满足耐火完整性要求的防火玻璃又称为非隔热型防火玻璃。
  (2)防火玻璃防火原理:
  A类防火玻璃又分为复合型防火玻璃及灌注型防火玻璃。复合型隔热防火玻璃通常由2层或多层玻璃原片附之1层或多层无机防火胶夹层复合而成;灌注型隔热防火玻璃是由2片玻璃经过密封后,在其中间灌人无机防火胶制作而成。发生火灾后,复合型防火玻璃迎火面玻璃遇高温后很快炸裂,防火胶夹层相继发泡膨胀约10倍左右,并大量吸收火焰燃烧所带来的高热量,形成白色不透明防火胶板,其坚硬程度可保证耐火完整性,而多孔的结构使其具有隔热作用。因此,复合型隔热防火玻璃既可有效地阻隔高温,又可隔绝火焰、烟雾及有毒气体。灌注型防火玻璃迎火面玻璃遇高温后很快炸裂,中间透明胶冻状的无机防火胶层会迅速硬结,形成一张白色不透明防火隔热板,并大量吸收火焰燃烧所带来的高热量。在阻止火焰蔓延的同时,也阻止高温向背火面传导。
  C类防火玻璃主要介绍硼硅单片防火玻璃、铯钾单片防火玻璃以及高强度单片防火玻璃。硼硅单片防火玻璃是选用含高硼硅经浮法工艺生产出的一种原片玻璃,经钢化加工而成的。它的防火性能源自于其很低的热膨胀系数,比普通玻璃(硅酸盐玻璃)低2-3倍。此外,硼硅单片防火玻璃还具有高软化点,极好的抗热冲击性和粘性等特质。因此,当火灾发生时,硼硅单片防火玻璃不易膨胀碎裂,是一种高稳定性的单片防火玻璃,其耐火时限高达3 h.铯钾单片防火玻璃是由普通浮法玻璃经过特殊的化学处理及物理钢化制作而成的。其中,化学处理的作用是在玻璃表面作离子交换,使玻璃表层碱金属离子被熔盐中的其他碱金属离子置换,从而增加了玻璃强度,提高了抗热冲击性能。高强度单片防火玻璃经过特殊的物理钢化处理(大风压)制造的防火玻璃。   3国内外标准规范
  我国现行《自动喷水灭火系统设计规范》中针对自动喷水灭火系统作为冷却系统只规定了水幕系统防护冷却时的系统设计参数,而闭式系统防护冷却时的系统设计参数没有规定。水幕系统主要应用开口长度较小的部位,若采用水幕代替大长度防火墙,在建筑工程技术的应用上可操作性不大,并且水幕系统用水量较大。
  美国标准NFPA 13-2010《自动喷水灭火系统安装标准》中规定:中庭建筑当采用玻璃墙体代替防火墙进行防火分隔时,应在玻璃墙体的两侧布置喷头,并应确保喷头动作后能淋湿所有玻璃墙体的表面,所采用的玻璃应为钢化玻璃、嵌丝玻璃或夹层玻璃。并且,整个建筑内均应设置自动喷水灭火系统,中庭内只能放置不燃或普通可燃物,且中庭内应设置防排烟系统,其启动应与自动喷水灭火系统联动。
  英国标准BS EN 12845-2004《固定式灭火系统———自动喷水灭火系统设计、安装和维护》、欧洲标准CEA 4001-2009《自动喷水灭火系统:设计和安装》标准,未见关于防护冷却湿式系统保护的相关规定。
  4国内外实验研究
  为了解决防火玻璃隔墙应用于防火分区中可能带来的问题,使之不影响建筑物的防火安全,加拿大国家火灾实验室(NFL)和国家研究院(NRC)与一些工厂合作,共同开发了采用水膜(water film)保护窗玻璃的方法。
  为了全面地对该防火分隔进行评估,UL做了大量的试验,它们主要包括以下三个部分:
  (1)根据ASTM E-119标准升温曲线评估其耐火性能。
  (2)紧随其后的消防水带冲击试验。
  (3)小火试验。所谓的小火试验是用40 kW的油盘火考察喷头对玻璃的保护效果。
  公安部四川消防研究所于2003年对高强度单片铯钾防火玻璃作为幕墙内的裙墙使用,进行了裙墙的防火性能有关参数的测试试验,试验方法参照美国标准,试验共进行了三次,重点考察了该产品作为实体裙墙用于高层民用建筑玻璃幕墙内的防火性能等情况,该高强度单片铯钾防火玻璃还在国家建筑材料防火性能检测中心按墙体构件作了防火性能方面的检测,检测结果在不测背火面温升情况下耐火极限可达到1 h以上。
  清华大学公共安全研究中心疏学明、邵荃等人于2005年开展了水喷淋保护下防火玻璃作为防火分隔物的试验研究、水喷淋保护下单片防火玻璃耐热性能实验研究,通过实体实验证明了在水喷淋作用下,高强度单片铯钾防火玻璃作为建筑防火分隔是安全有效的。通对单片防火玻璃耐热性能进行测试,并针对单片防火玻璃在实际工程使用中,由于其背火面达到的温度较高而影响人员疏散的缺点,提出了水喷淋保护方案。并证明了在水喷淋的保护下,单片防火玻璃能够阻隔火灾和烟气的蔓延且具有良好的隔热性能,对人员安全疏散没有影响。
  华东建筑设计研究院有限公司、同济安泰工程防灾研发中心、上海亚泰消防工程有限公司杨琦、丛北华和钱宗秋等人介绍了国外关于高压细水雾在建筑结构降温方面的试验情况,并且进行了深入分析。同时结合工程实例,总结了高压细水雾灭火系统在冷却保护中庭防火玻璃中的应用情况。
  公安部天津消防研究所倪照鹏、路世昌等人于2011年进行了自动喷水冷却系统保护下钢化玻璃作为防火分隔物可行性试验研究,通过建立实体实验平台,研究在自动喷水冷却系统保护下钢化玻璃作为防火分隔物的有效性,并进一步提出可行的自动喷水冷却系统保护方案。通过实体实验验证得出:自动喷水冷却系统合理的系统设计可以增强钢化玻璃在耐火完整性和隔热性方面的性能,在一定程度上可作为有效的建筑防火分隔措施。
  闭式系统在设计合理的情况下完全能够有效控制防火玻璃隔墙温度升高,保持其完整性;相比较而言,开式系统需要安装火灾自动报警联动系统,有一定的冲水延迟并且用水量较大等因素制约。因此,建议选用闭式系统冷却保护防火玻璃隔墙。
  5发展前景
  通过国内外标准规范的规定和国内实验研究可知:闭式系统作为防护冷却系统保证安全玻璃作为建筑防火分隔的安全有效性,并且不会影响建筑的使用功能。因此,应合理确定系统的设计参数、喷头选型、喷头布置等方面的参数,有利于其进一步发展。
  闭式系统冷却保护防火玻璃隔墙作为建筑防火分隔,设计合理的喷淋系统、系统参数、喷头布置距离、喷头布置间距并选择合理的防火隔墙能够实现实体防火墙的防火功能,不仅能阻隔火灾和烟气的直接蔓延,而且具有良好的隔热性能,对人员疏散无任何影响。因此,闭式系统冷却防火玻璃隔墙作为建筑防火分隔具有很好的应用前景,对自动喷水灭火系统对防火玻璃隔墙的冷却效果进行研究也是非常有必要的。
  参考文献
  [1]倪照鹏,路世昌,赖建燕. 自动喷水冷却系统保护下钢化玻璃作为防火分隔物可行性试验研究[J]. 火灾科学,2011,20(3):125-132.
  [2]杨永志. 湿式自动喷水灭火系统防护冷却技术探讨[J]. 消防科学与技术,2010,29(12):1087-1089.
  [3]李引擎,宋丽,王安春. 防火分隔与防火玻璃[J]. 消防技术与产品信息,2009(11):3-6.
  [4]疏学明,邵荃,苏国锋.水喷淋保护下单片防火玻璃耐热性能实验研究[J].中国工程科学,2006(86):64-68.
  [5]GB15763.1-2009,建筑用安全玻璃[S].
  [6]GB50084-2001(2005年版),自动喷水灭火系统设计规范[S].
  [7]申立新. 自动喷水灭火系统用于建筑防护冷却的探讨[J]. 消防科学与技术,2010,29(7):593-595.
  [8]王炯,付卫民. 高强单片铯钾防火玻璃在民用建筑内用作防火防烟分隔的探讨[J]. 消防技术与产品信息,2003(02):16-19.
  [9]杨琦,丛北华,钱宗秋. 高压细水雾对防火玻璃的冷却功效试验与应用[J]. 给水排水,2011,37(5):74-76.
  [10]周伟. 防火玻璃及其在性能化设计中的应用[J]. 消防技术与产品信息,2010(12):16-18.
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