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膜結構建筑火災危險性及防火對策

發布時間:2021-06-04

1、 建筑膜結構火災危險性

膜結構中使用的高強度柔性膜稱為膜材料。它是膜結構工程的重要組成部分。其功能相當于鋼筋、混凝土和輕質板。在膜結構建筑中,它不僅是圍護結構的建筑材料,也是受拉結構體系中的受力材料《建筑設計防火規范》和《高層民用建筑設計防火規范》對建筑各組成部分的燃燒性能和耐火極限有明確規定。目前,用于膜結構施工的膜材料有兩種。一種是以玻璃纖維織物為基材,涂以聚四氟乙烯(PTFE)等樹脂材料,燃燒性能可達到A級;另一種是以尼龍織物為基材,涂以PVC等樹脂材料,燃燒等級可達到B1級。

2建筑空間跨度大,防火分區劃分困難,火災時容易形成火勢蔓延

膜結構主要應用于展覽建筑的體育館、劇院、禮堂和展廳。其面積和長度可根據需要確定。但如果用于商業、學校、食堂、菜市場等建筑,將受到規范的限制,必須劃分防火分區。但這些建筑大多高度大、跨度大,難以劃分防火分區災害,各種垂直通道都起到了消防桶的作用。當煙氣到達膜面以下時,頂部氣流水平移動,使火勢橫向擴展,容易形成大面積的火勢蔓延。

由于膜結構建筑空間巨大,膜空間內人員到室外出口的距離較長,疏散時間較長。濃煙迅速向上和水平擴散,擋住了疏散人員的視線,增加了疏散的難度。另外,空間大,人多,所以在疏散時很容易停留。

火災探測不及時,普通的自動滅火設施不能有效發揮作用,滅火難度大

膜結構建筑一般空間較大,跨度較大。當火災后煙霧擴散時,探測器的動作會比普通建筑物慢。而且,我們通常使用的自動噴水滅火系統很難布置在這類建筑中,不能有效地起到滅火的作用。膜建筑火災的撲救有許多困難。例如:強烈的熱輻射,濃煙,火勢蔓延迅速,途徑很多。另外,面對新型膜結構建筑,我們在撲救此類大空間建筑火災方面缺乏實踐經驗,給高層作業、內攻偵察、消防供水等帶來諸多困難。

 膜結構建筑防火對策

膜結構建筑的支撐一般為鋼結構。在我國,防火涂料是鋼結構防護的常用材料。國外的同類建筑大多沒有防火涂料。還有一種更安全的方法:對結構進行處理,使薄膜表面靠近鋼纜。在火災中,煙霧首先面向薄膜表面。這樣,在鋼纜下增加了一層保護層,以保護鋼架不受高溫影響。

瑞典國家測試機構在相同條件下對聚四氟乙烯和聚氯乙烯薄膜材料進行了燃燒試驗。試驗結果表明,雖然PTFE膜材料的耐火性能和燃燒性能比PVC膜材料高,但PVC膜材料受熱后很快就會形成空穴,有利于煙氣和熱量的排出,延緩鋼結構的倒塌,而聚四氟乙烯薄膜材料加熱后只在接縫處開裂,最后大塊沿接縫脫落。熱量很容易聚集在頂部。另外,PTFE膜材料產生的CO2和CO至少是PVC膜材料的兩倍。因此,膜結構,特別是封閉式膜結構,***采用PVC膜材料。

膜結構主要應用于展覽建筑的體育館、劇院、禮堂和展廳。其面積和長度可根據需要確定。但如果用于商業、學校、食堂、菜市場等建筑,則會受到規范的限制。與普通建筑相比,膜結構建筑在主體空間中沒有結構柱和梁,是一個連續完整的空間。膜空間與其連接部分之間必須設置有效的防火分隔設施,防止火災蔓延到膜空間以外的其他空間。在普通建筑中,防火墻和防火卷簾很難劃分防火分區。我們可以采取一些特殊措施。例如,我們可以用“防火帶”的方法來劃分防火分區,即用可燃材料將建筑物的一部分劃分出來。本區域建筑構件及裝修均為不燃材料(區域內無可燃材料)。我們可以采取有效的防煙措施,防止煙花在防火帶一側向另一側擴散,從而防止煙花在防火帶一側向另一側擴散,在空間形成一個無形的防火隔離區。對于防煙分區的劃分,可采用空間上方的結構體系,以耐火纖維為基材掛上光幕,平時卷起,火災報警后自動放下,在一定高度懸停進行防煙分區,劃分面積約1000平方米,取代傳統的煙幕幕墻,效果明顯。

對于封閉式膜結構建筑,機械防排煙設施的安裝非常重要,煙氣往往比火災更可怕,在火災中,煙氣彌漫,能見度降低,延誤疏散時間;存在大量高溫有毒氣體,人們的逃生能力降低并逐漸喪失,高溫煙氣對建筑結構的破壞作用與火災相同。就薄膜建筑而言,其防火分區面積和疏散距離均已超標,因此對此類建筑大空間進行有效的防排煙設計具有重要意義。是控煙,通過一定的正壓送風量,將火災煙氣吹入固定空間,使煙氣不會不規則地擴散;第二步是儲存煙霧,并利用建筑物的大空間條件,設計一個“儲煙倉”,將煙氣積聚起來,形成無煙層離地一定高度;三是排煙。國外研究機構通過計算機模擬證明,如果設計合理的防排煙系統,30-45分鐘內可防止距離地面3-4米處的煙霧積聚,這段時間對人員疏散極為寶貴,同時也為滅火創造了有利條件。

一般情況下,在建筑中廣泛使用的火災探測器大多采用煙氣濃度和溫度作為信號進行探測,且大多安裝在天花板上。一般建筑物的樓層高度大多小于6米,且火災煙氣能迅速到達天花板,因此這種探測器是適用的。但膜結構建筑空間很大,煙氣在上升過程中不斷冷卻和稀釋,到達天花板時濃度和溫度大大降低,不足以啟動火災探測器。另外,由于建筑內部熱空氣壓力的影響,大空間上部往往形成一定厚度的熱風層,足以防止火災煙氣上升到大空間的天花板上,從而影響火災探測器的工作,因此普通探測器不適合膜建筑。采用紅外光束感煙探測器、空氣采樣、線性溫差探測器等新型火災報警技術,解決了膜空間的早期報警問題。

設置氣壓移動式消防水炮。它能根據空氣壓力大小確定量程,保證膜空間及其中間區域的安全。此外,可以在展廳四面墻上的適當位置安裝帶架子的水槍,這樣當展館上半部分的橫幅、彩帶、氣球等可燃物著火時,就能有效地組織滅火。

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