【特别分析】从央视新楼配楼失火谈对幕墙的反思
五、中庭采光顶防火。
TVCC上下贯通的中庭在发生火灾时,无疑起到推波助澜的作用,如何从设计上进行防范?
5.1 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。幕墙铝板下面是防水卷材是“三元乙丙卷材防水”。再下方是压型钢板的底衬。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,再下方是压型钢板的底衬。压型钢板下面可能是混凝土的剪力墙(剪力墙就是钢筋混凝土墙体),火从下往上烧非常快,但从上往下烧就比较慢了,而此时大楼已经基本装修完毕,灯光设备都已经安装完了,顶楼的火应该内部消防系统就可以扑灭。如果大火是从低层引燃,各种易燃装饰材料及电线等一烘而起,沿着贯通F5~F26的一千平米中庭扶摇而上,大火冲破玻璃幕墙喷涌而出。
图49豪华的装修材料是火苗在其内部快速蔓延的原因
图50中庭的“解构”风格上下不对齐,很容易让材料“带火跌落”到任何一层
5.2 TVCC酒店中庭面积有1000多平方米,高近96米,贯通F5~F26d,是一个非常大的空间。发生火灾时,初期火灾烟气水平蔓延,随着火灾的发展,烟气能通过“烟囱效应”快速垂直蔓延到顶并水平蔓延和积聚。而TVCC酒店中庭与F6~F26d层的客房走廊之间又相互连通(见图51),发生火灾时,中庭内的烟气可能向酒店走廊蔓延,对人员疏散造成威胁;同时,酒店走廊的烟气也可能向中庭蔓延,从而使中庭成为烟气向其他区域蔓延的通道。在施工過程中,高層建築的中庭,一旦發生火災產生煙囪效應,火勢蔓延迅速,撲救困難。據測定,在火災初期階段,因空氣對流,火勢、煙氣在水準方向擴散速度為每秒0.3米,在火災燃燒猛烈階段,火勢、煙氣擴散速度則可達每秒3米至4米。假如一座高度為100米的高層建築發生火災,在無阻擋的情況下,半分鐘左右,火势、煙氣就能順豎向管井擴散到頂層,其擴散速度是水準方向的10倍以上
图51 TVCC酒店中庭
另外,由于TVCC酒店中庭空间太高、环境温度很低,当火灾规模比较小时,烟气会很快被冷却失去浮力而在顶层与底层间层化。这样,传统的温感、烟感探测器就不能探测到初期火灾,这对火灾的扑救和人员的安全疏散都是不利的。这可能是消防队员先进后撤以至伤亡的原因。
5.4采光顶防火及排烟要求应符合GB50016和GB50045的有关规定。
采光顶防火及排烟主要是指封闭空间玻璃采光顶的防火设计。近年来在高层建筑中出现了一种称之为波特曼共享空间的特殊形式,它以大型建筑的内部空间为核心,综合多种功能空间而创造出一个引人注目的美妙环境。这种共享无疑是成功之作,但贯穿全楼或多层的封闭大天井却使防火分区面积大大超过规定,而且火灾的烟热不易排出,需要寻求解决的途径,以便既能保存共享空间,又可解决防火、排烟及分区面积限制的问题。
《高层民用建筑设计防火规范)(GB50045)对此作了详细规定:
1.高层建筑的中庭当采用玻璃屋顶时,其承重构件如采用金属构件时,应设自动灭火设备保护或喷涂防火材料,使其耐火极限达到lh的要求。
2.高层建筑的中庭的防火措施应符合下列要求:
(l)房间与中庭回廊的门应设自动关闭的乙级防火门;
(2)与中庭相连的过厅通道处,应设防火门或防火卷帘门分隔;
(3)中庭每层回廊应设有自动灭火系统,其喷头间距不应小于2m,不大于3.8m,中庭高度超过8m时,还应增设水幕设备;
(4)中庭每层回廊应设火灾自动报警设备;
(5)应按规定设排烟设施:
l)净空高度小于12m的中庭可采用自然排烟措施,其可开启的窗或高侧窗的面积不小于中庭面积的50%。
2)不具备自然排烟条件及净空高度超过12m的中庭应设置机械排烟设施。室内中庭体积小于17000m3时,其排烟量按其体积的6次换气量计算;室内中庭体积大于17000m3时,其排烟量按其体积的4次换气量计算。
另外还要在中庭顶棚及走道、房间等部位设置烟感探测器。当火灾发生在中庭范围内而烟感器报警之后,喷水设备便立即开启,其机械送风排烟系统亦随之启动排除烟气,同时中庭四周孔洞的密闭门自动关闭,走道的防火门亦自闭。此时,烟气从中庭最高处排出,室外空气则以机械送风或自然进风方式由下部从四周引进,形成由下而上的强大排烟气流,通过设计保证其抽力足以制止烟气的横向流动,从而使中庭周围及走道、客房基本形成无烟区。当遇客房起火而烟进入走道时,双开防火门乃立即关闭,走道送风、排烟系统亦随之后动,以使烟气不致侵入中庭之中。
玻璃采光顶的玻璃应采用夹层玻璃,它是将两层或数层平板玻璃以聚乙烯塑料粘合而成,其强度胜过夹丝玻璃。玻璃采光层设置的喷淋装置,除下喷灭火外还应部分上喷以保护骨架和玻璃。