防火分隔技術在高層建筑中的創新應用探討

裘霄云

摘要：消防設施是建筑工程中除主體框架結構外的重要建設內容之一，消防設施建設水平直接影響建筑的使用安全，在工程建設中，需要以先進的理念為指導，以前沿的消防技術為支撐，配套高品質的材料及裝置，從源頭上規避建筑消防安全問題。高層建筑的容量更大，其對防火水平提出更高的要求，值得在此方面“深耕”。因此，圍繞防火分隔技術在高層建筑中的應用展開探討，分析了該項技術的應用思路以及應用要點，以期給同仁提供參考。

關鍵詞：防火分隔技術;高層建筑;工作思路

中圖分類號：TU892? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ?文章編號：2096-1227（2022）05-0033-03

1? 高層建筑防火分隔的主要方式及作用

在高層建筑的建設工作中，防火分隔是不容忽視的一項內容，在合理采取防火隔離措施后，一方面可以利用水噴淋系統等相關裝置主動防火，另一方面則可以采取被動防火措施，在主被動相結合的模式下，構筑建筑安全體系，避免高層建筑發生火災，或因特殊原因而誘發火災事故，則盡可能減小其不良影響。

1.1? 防火分隔的作用

以防火卷簾、耐火隔墻、耐火樓板等具有防火特性的裝置為主，由其共同實現防火分隔的目的。在各類裝置相配套的方式下，阻止火災向建筑物內部以及其他區域蔓延，將不良影響降到最小（如圖1）。同時，形成的防火分隔區還發揮出安全疏散通道的作用，有利于樓內人員的快速疏散，也可以給消防救援工作的開展開辟“窗口”。可見，防火分隔是提高建筑防火水平的關鍵方法，極具現實意義。

1.2? 防火分隔的兩種形式

水平防火隔離：通過防火卷簾、防火墻等的應用，劃分樓層面積，切斷火勢向周邊蔓延的路徑，切實保證樓內人員的人身安全以及財產安全。

垂直防火隔離：其強調的是縱向的安全防護，例如在不同樓層間采用防火樓層或窗墻，通過此方式阻止火災向其他樓層蔓延。

2? 防火分隔技術在高層建筑中的運用

在以往的建筑防火工作中，所采取的防火隔離方法較為常規，原因在于該時期的絕大部分建筑均采取的是低密度的分布方式以及低高度的建設方式，對消防工作的要求較低，在消防方面的配套有所精簡。雖然以往的消防隔離技術較為傳統，但在低密度、低高度的建筑建設模式下其依然可以取得較好的應用效果（如圖2）。然而隨著用地資源緊缺的加劇，大量高層建筑拔地而起，此時亟需對防火技術做出升級，有效提高其應用水平。

2.1? 防火墻

防火墻連接至基礎或是鋼筋混凝土框架上，即該類結構并非單獨存在，而是與其他結構共同組成特定的空間。同時，在規劃防火墻時，需要避免排氣各類管線通道通過，否則會影響防火效果。在安裝防火門窗時，應重點考慮到樓梯入口、空調設備放置區等較為關鍵的位置，加強檢查與控制。對于防火門安裝作業，可以在防火墻中開啟一扇門，并賦予其自動關閉的功能，以提高防火的自動化水平。

2.2? 防火隔墻

防火隔墻對建筑內部做水平方向的隔斷處理，阻止火勢的蔓延。防火隔墻需要依據規范做好防火測試工作，只有在各項指標均滿足要求后方可使用。

2.3? 防火門窗

防火門窗主要安裝在建筑物的開口連接處、消防應急口、制冷自動防火體系等部位，其作用在于提供應急疏散通道。在高層建筑的日常使用中，防火門窗普遍呈關閉的狀態，若需要可手動開啟。隨著技術的升級，部分防火門窗具備自動關閉的功能。

2.4? 防火閥

在技術升級以及用戶對建筑功能要求日益提高的背景下，中央空調系統在高層建筑中的占比逐步加大，其在改善建筑內部溫濕度方面具有重要作用，但在發生火災后，煙霧易沿著管道快速擴散至其他區域。對此，必須有效切斷煙霧的流通路徑。可在各關鍵的節點處設置防火閥，在正常情況下其保持開放的狀態，當樓內發生火災時，若實際溫度超過70℃，則會以自動化的方式盡快關閉，以阻隔煙霧的流通路徑。考慮到火災高溫破壞性較強的特點，所配套的閥門應具有較高的耐火性，確保在高溫環境中無失效的問題。

3? 傳統防火分隔技術的不足

在現階段的水平防火分隔構件設置中，應用較為廣泛的有防火卷簾和耐火隔墻，但其各自在實際應用中存在某些不足。根據規定，發生火災后，防火卷簾應具備自動降落的能力，但就實際使用情況來看，常出現防火卷簾無法降落或是無法完全降落的情況，從而給火勢的蔓延提供了“機會”。部分情況下，防火卷簾會在上層高溫煙氣的持續影響下而整捆脫落，此時其完全喪失防火的功能，形同虛設。對于帶有中庭的高檔商場以及購物中心而言，設置卷簾門雖然可以起到防火的作用，但礙于造型、尺寸等緣故，其與該類場所格格不入，由此表現出適用性不足的問題。

防火隔墻指的是耐火性能及隔熱性能均較好的承重或非承重墻。從適用性的角度來看，由于防火隔墻缺乏通透性，導致其在追求美觀的建筑中缺乏可行性，例如大型商場、會展中心。根據GB50016-2014（2018年版）《建筑設計防火規范》中的相關規定，若在環廊四周設置防火分隔裝置，則需要對現場空間做合理的劃分，形成明確的防火分區。若將防火隔墻用于防火分隔，則極容易損失建筑物的整體美觀性。

可見，無論是防火卷簾還是防火隔墻，其在實際使用中或多或少地存在一些局限性，例如在火災中局部失效或完全失效、美感不足等。在此背景下，業內人士積極探索，提出一種更具可行性的方案，即“鋼化玻璃+噴淋”的綜合型方案，此外也可根據需求用熱增強型玻璃取代鋼化玻璃，為滿足防火要求，厚度不可小于6mm。其中，噴淋的作用在于持續對玻璃做降溫處理，充分發揮出玻璃的防火優勢。對于玻璃間的連接，可以利用硅密封劑做填充處理，或是利用不燃豎框連接。

4? 新防火分隔技術在高層建筑中的運用

根據前述分析可知，傳統的防火分隔技術在功能適用性、結構美觀性等方面有一定程度的不足，需要對防火分隔技術做出優化，在保留甚至增強原有優勢的同時，解決常規技術在應用中所存在的問題。在新防火分隔技術的應用中，一方面需豐富建筑的功能，構筑完善、可靠的防火屏障;另一方面則需要注重對技術操作層面的優化，在不影響防火效果的前提下，盡可能精簡作業流程，以期在較短的時間內完成防火分隔的工作。

4.1? 防火分隔新技術

現階段，傳統的防火分隔技術在高層建筑中的適用性逐步降低，面對新的防火要求，其滯后性問題愈發明顯。以防火卷簾為例，其在高溫環境中可能會出現無法正常降落甚至掉落的情況。此外，部分傳統的防火分隔技術雖然在防火功能層面有較好的表現，但在建筑美學層面卻與現階段的要求存在較大的差距。

此時，防火分隔新技術應運而生，其充分整合了鋼化玻璃和噴淋兩類裝置，集多重優勢于一體，可以解決傳統防火分隔技術功能不完善、美觀性較差等問題。在防火分隔新技術的應用中，需要用不燃的豎框將玻璃相互連接，或是使用適量的油質硅酮密封膠做填充處理。存在防火需求時，噴淋可以起到降溫的作用，避免鋼化玻璃溫度過高。

4.2? 新防火分隔技術的分析

從實際應用的角度來看，防火分隔新技術具有操作可行性高、防火效果好的應用優勢，以往傳統防火分隔技術所暴露出的問題得到有效解決。在新的防火分隔技術中，應用到優質的新型鋼化玻璃，其在防火隔離方面的應用效果突出。通常，該鋼化玻璃的厚度達到6cm左右，而考慮到火災高溫環境下鋼化玻璃的溫度易大幅升高，需要配備玻璃噴嘴，并涂抹密封膠，保證防火裝置的嚴密性。在落實多重措施后，可以較為有效地規避玻璃高溫開裂的問題，且玻璃不會與火焰直接接觸。

4.3? 新防火分隔技術的應用要點

新型防火分隔技術相比于傳統的防火分隔技術而言，其在對操作者的工作水平提出更高的要求，因此有關工作人員需要準確認識新型防火分隔技術的應用機理，把握該項技術的應用要點，切實發揮出其應用優勢。

以高層建筑的消防管理工作為例，在設計和施工中需要充分考慮到其水量的控制要求。若配套了噴頭保護系統，則需要計算噴頭所需的面積;若未采取噴頭保護措施，則需考慮水壓最弱的運行工況，計算此時噴頭的合適位置以及流量。設置灑水噴頭時，較為合適的是將其規劃在鋼化玻璃的兩側，控制好角度，使水能夠被均勻噴出，從而全面滅火。

4.3.1? 鋼化玻璃和窗玻璃噴頭

新型防火分隔技術采用鋼化玻璃和玻璃噴頭，并配套不燃的窗框或是硅密封劑，由此構成完整、嚴密、穩定的防火分隔裝置。在高溫環境下，窗玻璃噴頭能夠將水均勻地噴射在鋼化玻璃上，既能夠控制鋼化玻璃的溫度，又可以避免分布在建筑物內部的物品出現燃燒。

4.3.2? 改進隔火技術試驗

模擬火災現場耐火試驗、軟管沖擊試驗和小火試驗，通過多重方法檢驗新防火分隔技術的應用效果，即在防火過程中噴頭是否可以正常使用、鋼化玻璃是否具有完整性等，以便對新型防火分隔技術形成更為準確的認識，為技術的優化提供參考。

4.3.3? 新型防火分隔技術的運用注意事項

在應用新型防火分隔技術時，需重點考慮各個細節，主要有：

①有效提高鋼化玻璃的密封性，要求其無法被打開，否則將形成煙霧滲漏通道。

②合理選擇窗玻璃噴頭，并以實際安裝位置為準，適配相應的濕淋系統。為保證噴水的均勻性，宜在鋼化玻璃的兩側設置窗玻璃噴頭。窗玻璃噴頭的間距也需要得到有效地控制，通常為≤2.44 m。

③以防火分隔技術的實際應用要求為準，準確計算，有效控制用水量，要求各噴頭水量≥75.7L/min。

4.4? 新防火分隔技術的試驗

針對鋼化玻璃與窗玻璃噴頭組合的新型防火分隔裝置組織試驗，檢驗其性能，試驗主要有如下三類：

以《建筑構件和材料火災試驗標準方法》中標準升溫曲線為主要的依據，對鋼化玻璃與窗玻璃噴頭的耐火性展開分析。試驗環節，所用加熱設備為燃燒試驗爐，用該裝置對待測防火分隔裝置與混凝土聯結于一體的空間做加熱處理，此過程中該空間的溫度逐步提高，及時觸發窗玻璃噴頭，利用該噴水向鋼化玻璃上均勻噴水。試驗過程中，試驗時間的控制可以根據具體的耐火等級要求而定，例如1h、3h或4h。從試驗結果來看，窗玻璃噴頭可以正常啟用，向鋼化玻璃均勻噴水;鋼化玻璃的溫度則得到有效地控制，無異常升溫或是高溫受損等問題。總體來看，鋼化玻璃與窗玻璃噴頭所組成的防火分隔裝置具有良好的耐火性能。

在結束耐火性試驗后，隨即組織消防水帶沖擊試驗，中途間隔時間應在3min內，否則試驗結果難以準確反映出防火分隔裝置的實際應用效果。試驗中，消防水帶噴嘴的壓力值為2.1bar，試驗時間為16s/m2。從中心底部開始組織試驗，結束一個試驗周期后，再反向操作一次。從試驗結果來看，防火分隔裝置運行穩定，可以滿足相關要求。

在前述基礎上，組織小火試驗。試驗裝置采用的是40kW的油盤火，目的在于檢查窗玻璃噴頭對鋼化玻璃的防護效果。考慮到試驗結果的準確性以及試驗操作的便捷性，通常將油盤置于鋼化玻璃相距50mm的位置。小火的放熱速率相對較低，因此會延長窗玻璃噴頭的噴水時間。除此之外，在該試驗裝置布設方式下，火與玻璃的間距較小，若窗玻璃噴頭的啟動速度具有滯后性，則極容易出現鋼化玻璃難以得到及時防護的情況，隨之顯現出破碎問題，此時整個防火分隔裝置的防護作用不足，火勢易向周邊防火分區蔓延。由此看來，裝置的整體穩定性必須得到保證。而從試驗結果來看，鋼化玻璃與窗玻璃噴頭所組成的整體裝置可經受外部環境的“考驗”，小火試驗的結果可滿足要求。

5? 結語

綜上所述，在社會經濟逐步發展、居住生活品質要求日益提高的背景下，高層建筑的防火水平也應當得以提高。在防火設計中，需要兼顧防火功能要求和美觀要求兩大內容。以往的防火分隔技術在實際應用中可能存在功能或美觀層面的缺失，而以鋼化玻璃和窗玻璃噴頭為核心的新型防火分隔技術則可以突破傳統技術的束縛，利用窗玻璃噴頭對鋼化玻璃做降溫處理，從而充分發揮出鋼化玻璃在阻隔火勢蔓延方面的作用，兼具防火可靠、結構美觀等多重特點。隨著技術的持續升級，相信其在后續的高層建筑防火分隔領域將取得更為突出的發展成果。

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Discussion on the innovative application of fire separation technology in high-rise buildings

Qiu Xiaoyun

（Ningbo Municipal Fire and Rescue Brigade，Zhejiang? Ningbo? 315000）

Abstract：Fire facilities are one of the important construction contents other than the mainframe structure in construction projects. The level of fire construction directly affects the safety of the use of buildings. In engineering construction， it is necessary to be guided by advanced concepts， supported by cutting-edge fire technology， and supported by high-quality materials and devices， so as to avoid building fire safety problems from the source. The capacity of high-rise buildings is larger， and they have higher requirements for fire protection， which is worth "deep cultivation" in this regard. Therefore， the paper discusses the application of fire separation technology in high-rise buildings， and analyzes the application ideas and application points of the technology， in order to provide some references for colleagues.

Keywords：fire separation technology; high-rise building; working idea