【特别分析】从央视新楼配楼失火谈对幕墙的反思
二中央电视台电视文化中心失火原因
2.1中央电视台2月13日通报专家组对火灾现场进行勘察的初步结果,称这次火灾系新中国成立以来建筑物燃烧最快一例,初步勘察结果显示,央视新址北配楼着火后,燃烧主要集中在钛合金下面的保温层,具有表皮过火的特点。大楼保温层使用的材料是国家推荐使用的新型节能保温材料,这种材料燃烧后过火极快,因此瞬间从北配楼顶部蔓延到整个大楼。目前这种新型材料在北京市很多建筑中都有使用,北京大学乒乓球馆着火也是这种情况。北京市将对这种新型材料的防火标准进行重新评估和审定。
2.2中央电视台电视文化中心:主体结构采用混合结构、主楼采用劲型结构;群楼采用劲型结构、钢桁架、钢筋混凝土结构。TVCC结构采用鼓形焊接球节点类四角锥网架形式,由连续的七个区组成,每个区的网架造型各异,体型复杂。结构覆盖整个主体结构的东西向,这在国内同类建筑中是首次。在结构内外侧均采用玻璃幕墙与钛锌合金板屋架幕墙(屋架的结构形式为桁架)相结合;其中南北采用玻璃幕,东西采用钛锌合金屋面幕墙。
火灾就发生点就在钛锌合金幕墙处;大楼的东西屋架由钢桁架组成,其整体性很好;桁架外是轧型钢板,轧型钢板上铺满了岩棉,外表面是钛锌合金板;钛锌合金板为新型屋面、幕墙面等表层装饰材料,德国技术;其熔点应该在418℃左右,在建筑界已经是防火材料了;岩棉:使用在建筑物外表面能够有效的提高其隔音及保温性能,其熔点在690℃以上(岩棉遇火后碳化阻燃,不过在700℃以上碳化后空气流通,氧气充足会迅速转变为燃烧物,导致火势蔓延)。
2.3火灾可能的发生顺序是:1)烟花偶然烧穿建筑外墙—2)保温材料闷烧导致火势沿屋面蔓延—3)内部装修材料二次燃烧—4)连续中庭提供燃烧的空间。
2.2.1礼花弹的燃烧可能是引燃导致火灾的直接原因,发射后的AA类烟花可能在发射后与槽状金属建筑幕墙直接相撞,短时间的高温灼烧将仅几毫米厚的装饰幕墙部烧穿,火种落入内测,引燃内侧保温材料,由于金属幕墙的封闭性,保温材料形成大面积闷烧过火,烧穿防水层进入室内;
TVCC园区燃放烟火是A类礼炮及礼花弹,制作的主要原料为氯酸钾、硝酸钡、镁等元素组成,其燃烧时温度可达1700℃以上。在燃放中出现问题,燃烧的礼花一旦落在钛锌合金板上后,很快会将其熔化点燃;此时岩棉在1000℃以上早已变成碳化的燃烧物;楼高空气流通好,火势沿岩棉层迅速发展;此时央视文化中大楼外表面面已是一片火海。
图12
2.3.2引燃室内可燃物,由于事发时上层五星级豪华酒店尚在装修,可燃装饰材料和施工材料,包括地毯、窗帘、纸张等都有扩大火势的嫌疑;
2.3.3 TVCC的外墙与屋顶形成连续的折线面,均以金属幕墙系统连续转折,流畅整洁,但如果从灾后照片来看,越向下延伸的金属幕墙表面越完整。金属幕墙内层保温材料可能是火势延伸的主要帮凶,沿外墙面连续的金属幕墙部分形成竖向火势延伸的通道;
2.3.4 由于火势由上层着火开始,延伸到下层时已有消防扑救人员赶到,但由于措施有限,能够保住的部分仅限楼西侧的演播大厅和北外立面,
2.3.5 从灾后照片来看,外墙玻璃破损有限,不到整个里面的10%。值得注意的是29层空中花园部分玻璃破损较集中,应该是五星级酒店5-26的连续大中庭部分产生“烟囱效应”,烟火热空气沿内部“烟囱”蔓延,从空中花园部分形成较大压力,突破玻璃产生爆炸效果(图13)。
图13
2..3.6从图14∽图17上不难看出火势的最终全面蔓延是从顶部通过西立面的外墙迅速扩散开的
图14 图15
图16 图17
2.3.7幕墙燃烧过程
图18火苗顺四角的包边幕墙内部或周围迅速往下蔓延
图19金属幕墙火苗很旺。
图20火苗在外部:由各层角部的包边幕墙,往外墙燃烧,金属墙面较快,玻璃幕墙部分还未见火苗。
图21金属板的缝隙中间的火很整齐金属板后面的防水材料在燃烧
图22火苗在玻璃幕墙的一面大面积烧起,最早从金属墙部分边上的:包边幕墙蔓延过来的的火头,包边幕墙是着火最快的部位,并且起到了“导火索”的作用。
图23包边幕墙是为了整面网架的收口,由5片小板块组成,背衬材料材料燃烧后过火极快。