楊忠保

（江蘇中珩建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司上海浦東分公司，上海 201401）

1 背景

近年來(lái)，屢見(jiàn)各大媒體報(bào)道商業(yè)建筑的火災(zāi)事故，可見(jiàn)，城市綜合防災(zāi)能力匱乏，尤其是建筑消防設(shè)計(jì)質(zhì)量參差不齊，建設(shè)、圖審、竣工驗(yàn)收、運(yùn)營(yíng)等各個(gè)階段也存在技術(shù)力量不足問(wèn)題。因此，在工程規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，項(xiàng)目設(shè)計(jì)總負(fù)責(zé)人應(yīng)嚴(yán)把控消防安全設(shè)計(jì)關(guān)，深刻理解消防設(shè)計(jì)的核心思想，做好城市建筑消防綜合防災(zāi)安全規(guī)劃的預(yù)防工作，對(duì)消防設(shè)計(jì)各個(gè)系統(tǒng)的方案進(jìn)行充分論證，確定有效可行，保證消防系統(tǒng)良好運(yùn)行，做好建筑全生命周期的跟蹤防控工作。

2 問(wèn)題的提出

人員密集的綜合體建筑，設(shè)計(jì)者應(yīng)該明確防火分區(qū)的概念和圍護(hù)構(gòu)件的重要性分級(jí)概念。需要設(shè)計(jì)者有較強(qiáng)的空間思維能力和邏輯思維能力。GB 50016—2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（2018 年版）[1]（下稱(chēng)《建規(guī)》）中提到的防火分區(qū)由如下構(gòu)件組成：水平方向圍護(hù)構(gòu)件（防火墻、臨空外墻）；豎向圍護(hù)構(gòu)件（樓板）等構(gòu)件圍合的空間形成的分區(qū)。從三維空間的角度來(lái)理解消防安全，結(jié)合火災(zāi)時(shí)的火勢(shì)蔓延特征和煙氣蔓延特征，有助于系統(tǒng)地理解防火分區(qū)所有的圍護(hù)構(gòu)件的材料與構(gòu)造要求。

3 建筑定性分析

案例工程主體建筑地上6 層，建筑面積1.2×105m2，建筑高度40 m。根據(jù)《建規(guī)》5.1.1 條，明確工程屬一類(lèi)高層建筑，經(jīng)營(yíng)性質(zhì)為以家居建材為主的大型商業(yè)綜合體。根據(jù)《建規(guī)》5.1.3 條，明確案例工程為一級(jí)耐火等級(jí)。

4 防火分區(qū)劃分

理解防火分區(qū)，除了在樓層內(nèi)的水平空間之間的分區(qū)外，還有樓層之間的豎向防火分區(qū)。充分理解這一點(diǎn)，并領(lǐng)會(huì)防火分區(qū)分隔構(gòu)件的功能和作用，有助于設(shè)計(jì)者更好地選用建筑材料和設(shè)計(jì)合理的建筑構(gòu)造。

5 建筑主要圍護(hù)構(gòu)件的分類(lèi)

根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)體系中維護(hù)構(gòu)件的重要性，以及防火分區(qū)圍護(hù)構(gòu)件在建筑防火功能中承擔(dān)的作用，對(duì)建筑各主要構(gòu)件做如下分類(lèi)：水平方向圍護(hù)構(gòu)件、防火墻（含防火門(mén)、防火卷簾、管線(xiàn)穿墻孔洞）、臨空外墻及臨空外墻上的門(mén)窗洞口（含外門(mén)窗）、樓板（含框架柱、框架梁）以及樓板上的豎井及開(kāi)洞等。

6 防火分區(qū)圍護(hù)構(gòu)件的材料及構(gòu)造要求

6.1 水平方向圍護(hù)構(gòu)件

6.1.1 防火墻的材料及其構(gòu)造要求

根據(jù)《建規(guī)》5.1.2 條及附錄“各類(lèi)建筑構(gòu)件的燃燒性能和耐火極限表”，案例工程防火墻選用材料為200 mm 厚加氣混凝土砌塊（不燃性、耐火極限8.0 h）滿(mǎn)足《建規(guī)》5.1.2 條的不燃性，耐火極限為3.0 h 的要求。

按照《建規(guī)》6.1.5，防火墻上不應(yīng)設(shè)置門(mén)、窗、洞口，但案例工程因?qū)嶋H使用功能要求，在防火分區(qū)之間的疏散走道處設(shè)置了火災(zāi)時(shí)能自動(dòng)關(guān)閉的防火門(mén)、防火卷簾。

《建規(guī)》6.1.7 條提出，當(dāng)防火墻任一側(cè)的屋架、梁、樓板等被破壞時(shí)，應(yīng)能保證防火墻倒塌。要求防火墻與樓板、柱、梁有可靠的連接，案例工程砌體防火墻采用柱、梁、板預(yù)留鋼筋并通長(zhǎng)搭接的辦法，增加防火墻的穩(wěn)定性。

6.1.2 防火墻上的卷簾的要求

防火墻上的卷簾作為防火分區(qū)的分隔構(gòu)件的重要組成部分，其在火災(zāi)發(fā)生時(shí)也需要承擔(dān)與防火墻相同的作用，而且，它是防火分區(qū)分隔構(gòu)造中的薄弱環(huán)節(jié)。

《建規(guī)》6.5.3 條第2 款、第5 款規(guī)定，防火卷簾在具有信號(hào)反饋功能的同時(shí)，還應(yīng)能夠在火災(zāi)時(shí)靠自重自動(dòng)關(guān)閉。

《建規(guī)》6.5.3 條第4 款規(guī)定，防火卷簾應(yīng)兼有防煙性能，與主要圍護(hù)構(gòu)件柱、梁、樓板、墻之間的空隙應(yīng)采用防火材料封堵。防火封堵材料應(yīng)同時(shí)具有防煙功能。

案例工程選用鋼制防火防煙卷簾，耐火極限≥3 h，符合GB／T 7633—2008《門(mén)和卷簾的耐火試驗(yàn)方法》[2]有關(guān)耐火完整性和耐火隔熱性3 h 的要求，同時(shí)需要滿(mǎn)足阻止煙氣蔓延的要求，簾面的漏煙量≤0.2 m3/（m2·min）。

防火防煙卷簾的卷門(mén)機(jī)及控制箱的要求和試驗(yàn)方法，防火防煙卷簾的零部件及構(gòu)造等要求，還應(yīng)滿(mǎn)足GB 14102—2005《防火卷簾》[3]的規(guī)定。

6.1.3 防火墻上的防火門(mén)的要求

防火墻在走道處一般設(shè)置防火卷簾，以滿(mǎn)足日常使用的要求，但案例工程中，當(dāng)防火分區(qū)分隔部位的卷簾自動(dòng)關(guān)閉后，部分防火分區(qū)的盡端或角落的最遠(yuǎn)點(diǎn)的疏散距離超過(guò)了規(guī)范規(guī)定的要求，此時(shí)需要在防火墻某走道處設(shè)置防火門(mén)，以滿(mǎn)足火災(zāi)時(shí)該最遠(yuǎn)點(diǎn)人員疏散距離要求，將其設(shè)置為常開(kāi)式防火門(mén)，且根據(jù)GB 12955—2015《防火門(mén)》[4]（下稱(chēng)《防火門(mén)》）第3.6 條及4.5.1.2 條表1 的規(guī)定，應(yīng)選用耐火完整性和耐火隔熱性均大于或等于3.0 h 的A 類(lèi)隔熱防火門(mén)。板材選用鋼材，并滿(mǎn)足《防火門(mén)》第5.2.4 條相關(guān)的材質(zhì)及厚度要求。根據(jù)《防火門(mén)》第5.2.1 條，門(mén)扇的填充材料的選擇應(yīng)對(duì)人體無(wú)害，并應(yīng)達(dá)到GB 8624—2012《建筑材料及制品燃燒性能分級(jí)》[5]規(guī)定的燃燒性能A1 級(jí)要求，以及GB/T 20285—2006《材料產(chǎn)煙毒性危險(xiǎn)分級(jí)》[6]產(chǎn)煙毒性危險(xiǎn)性分級(jí)ZA2級(jí)的要求。

以上是防火墻上的防火門(mén)材料自身滿(mǎn)足防止火勢(shì)蔓延的要求，下面介紹防火門(mén)密閉系統(tǒng)相關(guān)配件在門(mén)關(guān)閉后，如何達(dá)到防止火勢(shì)與煙氣蔓延的要求。根據(jù)《建規(guī)》6.5.1 條第6 款，防火門(mén)關(guān)閉后應(yīng)具有防煙功能。《防火門(mén)》第5.3 條，對(duì)防火門(mén)相關(guān)配件則做出了詳細(xì)的規(guī)定。防火閉門(mén)裝置保證了火災(zāi)時(shí)能將常開(kāi)式防火門(mén)自動(dòng)關(guān)閉，應(yīng)滿(mǎn)足《防火門(mén)》第5.3.3 條的要求，防火鎖、防火插銷(xiāo)則保證了防火門(mén)關(guān)閉后的穩(wěn)定性，即滿(mǎn)足了防止火勢(shì)蔓延的要求，應(yīng)滿(mǎn)足《防火門(mén)》第5.3.1 及5.3.5條的要求；蓋縫板、防火密封件及防火順序器的設(shè)置則是為了滿(mǎn)足防止煙氣蔓延的要求，應(yīng)滿(mǎn)足《防火門(mén)》第5.3.6 條、5.3.7條及5.3.4 條的要求。以上防火門(mén)相關(guān)配件的耐火完整性和耐火隔熱性均應(yīng)達(dá)到相應(yīng)的防火門(mén)的防火要求。

6.1.4 防火墻上的各種管道穿墻構(gòu)造

一個(gè)完善的建筑功能使用空間，必然有各種設(shè)備管道保障建筑的運(yùn)行，這些管道不可避免地需要穿越防火墻，防火墻上的這些孔洞、縫隙是防火系統(tǒng)里的看似不起眼的組成部分，但卻在防火功能上起到很大的作用，也是防火墻上的防火分隔薄弱點(diǎn)。

案例工程的電信、電纜橋架穿防火墻選用阻火模塊進(jìn)行防火封堵，排煙、排風(fēng)、新風(fēng)管道穿防火墻選用柔性防火封堵材料與防火板結(jié)合的形式進(jìn)行封堵，噴淋和給水管道穿越防火墻選用柔性防火漆封堵。

防火墻上的各種管道穿墻孔洞構(gòu)造，采用同時(shí)具有防火和防煙功能的材料進(jìn)行封堵，且其耐火完整性和耐火隔熱性均應(yīng)達(dá)到防火墻的3.0 h 的要求。同時(shí)應(yīng)符合GB 23864—2009《防火封堵材料》[7]第5.3 相關(guān)的理化性能要求。

6.2 臨空外墻的防火要求及材料選用

6.2.1 臨空外墻防火墻交界處防火構(gòu)造

根據(jù)《建規(guī)》6.1.3，案例工程首層建筑外墻，選用材料為200 mm 厚加氣混凝土砌塊（不燃性、耐火極限8.0 h），緊靠防火墻兩側(cè)的門(mén)、窗、洞口之間最近邊緣的水平距離≥2.0 m；局部不滿(mǎn)足該距離要求的，采取設(shè)置耐火完整性和耐火隔熱性均達(dá)到3 h 的防火窗。其作用是防止火災(zāi)向相鄰水平防火分區(qū)蔓延。

6.2.2 臨空外墻樓板處窗檻墻防火構(gòu)造

1）樓層間窗檻墻構(gòu)造

根據(jù)《建規(guī)》6.2.5，因案例工程室內(nèi)全部設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，建筑外墻為上、下層開(kāi)口邊緣最小間距≥0.8 m 的實(shí)體墻，實(shí)體墻為砌塊、鋼筋混凝土梁，其耐火完整性與耐火隔熱性均高于相應(yīng)耐火等級(jí)建筑外墻的要求。其作用是防止火勢(shì)向相鄰上下層豎向防火分區(qū)蔓延。

2）樓層間外幕墻構(gòu)造

案例工程建筑幕墻在每層樓板外沿處采取《建規(guī)》第6.2.5條規(guī)定的防火措施，幕墻橫向分隔構(gòu)件盡量與上下開(kāi)口的實(shí)體墻的上下端對(duì)應(yīng)，幕墻與每層結(jié)構(gòu)梁、外挑梁、房間隔墻處的縫隙采用防火玻璃棉板封堵，防火巖棉板的上端采用防火密封漆、下端采用防火膠將其固定并密封嚴(yán)實(shí)。且玻璃棉板、防火密封漆、防火膠的耐火完整性、耐火隔熱性均應(yīng)達(dá)到防火分區(qū)圍護(hù)構(gòu)件3.0 h 的要求。

6.3 豎向圍護(hù)構(gòu)件

6.3.1 現(xiàn)澆整體式梁板防火要求

從防火分區(qū)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)角度考慮，防火墻的作用是阻止火災(zāi)向相鄰水平空間蔓延，而現(xiàn)澆整體式樓板則是阻止火災(zāi)向上下蔓延的分隔構(gòu)件，同時(shí)還起到承載作用，因而建議，現(xiàn)澆整體式樓板的耐火等級(jí)也應(yīng)達(dá)到防火墻相應(yīng)3 h 的耐火完整性和耐火隔熱性的要求。

《建規(guī)》6.1.1 條提到，框架、梁等承重結(jié)構(gòu)的耐火極限不應(yīng)低于防火墻的耐火極限。但是此條與5.1.2 條描述有所沖突，二級(jí)耐火等級(jí)的柱和一二級(jí)耐火等級(jí)的梁及樓板均未達(dá)到3 h，而且在附錄“各類(lèi)建筑構(gòu)件的耐火等級(jí)和燃燒性能表”中，第四項(xiàng)關(guān)于梁的描述，不盡翔實(shí)。

案例工程環(huán)境類(lèi)別為一類(lèi)，結(jié)構(gòu)梁受力鋼筋最小直徑為20 mm、箍筋直徑8 mm，樓板受力鋼筋的直徑主要為10 mm，根據(jù)GB 50010—2010《混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范》（2015 年版）[8]8.2.1條1、2 項(xiàng)，梁、板受力筋的保護(hù)層厚度分別不小于20 mm、15 mm，而實(shí)際結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，梁箍筋的保護(hù)層厚度為25 mm，板的保護(hù)層厚度15 mm。另考慮梁板拆模后需做20 mm 的找平層，且樓面面層有50 mm 的總厚度（水泥砂漿+地磚），因而梁的受力筋實(shí)際保護(hù)層厚度達(dá)到了53 mm，梁的箍筋保護(hù)層厚度為45 mm，板下的實(shí)際保護(hù)層厚度35 mm，板面的實(shí)際保護(hù)層厚度為65 mm。根據(jù)《建規(guī)》附錄，則梁的耐火極限可以達(dá)到3.5 h，如果此處所指保護(hù)層厚度為箍筋保護(hù)層厚度，則梁的耐火極限可以達(dá)到3.0 h；根據(jù)表格推算，樓板下的耐火極限可達(dá)到2.8 h，板面的耐火極限可達(dá)到3.1 h。板下耐火極限不能滿(mǎn)足3.0 h 的要求，因此，考慮增加防火措施，使其板下能達(dá)到耐火完整性3.0 h 和耐火隔熱性3.0 h 的要求。

6.3.2 建筑內(nèi)的豎井構(gòu)造

1）電梯井獨(dú)立設(shè)置，井內(nèi)不設(shè)與電梯無(wú)關(guān)的任何線(xiàn)纜、管道等。電梯井的井壁開(kāi)口僅設(shè)置電梯門(mén)、和通氣孔洞。

2）電纜井、電信井、給水井、排水井、空調(diào)井、排煙道、排氣道、新風(fēng)井等豎向井道，均分別獨(dú)立設(shè)置。根據(jù)《建規(guī)》6.2.9，井壁的耐火極限應(yīng)大于或等于1.0 h，井壁上采用丙級(jí)防火門(mén)，由于豎向井道是火災(zāi)時(shí)火勢(shì)與煙氣向上蔓延的主要通道，因而建議均按照《建規(guī)》7.3.6 消防電梯的井壁要求設(shè)置，井壁的耐火極限按照大于或等于2.0 h 考慮，井道檢修門(mén)采用耐火完整和耐火隔熱性達(dá)到2.0 h 的要求防火門(mén)，同時(shí)應(yīng)具有防煙功能。

3）電纜井等井道在每層樓板處采用與樓板耐火完整性與耐火隔熱性相同的密實(shí)防火材料封堵。電纜井等井道與房間、走道等相連通的孔隙采用柔性防火漆封堵嚴(yán)實(shí)。

4）電梯層門(mén)的混合指標(biāo)耐火性能等級(jí)≥2.0 h，并符合現(xiàn)行GB／T 27903—2011《電梯層門(mén)耐火試驗(yàn)完整性、隔熱性和熱通量測(cè)定法》[9]第4.2 條表2 的規(guī)定，同時(shí)滿(mǎn)足耐火完整性和隔熱性指標(biāo)的EI120min的要求，及同時(shí)滿(mǎn)足耐火完整性和熱通量要求的EW120min的要求。

根據(jù)《建規(guī)》7.3.6 消防電梯井、消防機(jī)房與相鄰電梯井、機(jī)房之間應(yīng)設(shè)置耐火極限不低于2 h 的防火隔墻，隔墻上應(yīng)采用耐火完整性及耐火隔熱性均達(dá)到2 h 的防火門(mén)。

6.3.3 豎井隔墻的防火要求

包括電梯井在內(nèi)的所有豎井的墻：不燃性2.0 h，選用材料為200 mm 厚加氣混凝土砌塊（耐火極限8.0 h），因結(jié)構(gòu)計(jì)算需要，部分電梯井采用300 mm 厚鋼筋混凝土大板墻（耐火極限＞2.6 h）。

6.3.4 建筑縫隙與孔洞

根據(jù)《建規(guī)》6.3.4，變形縫的基層構(gòu)造和縫內(nèi)的填充材料采用不燃材料。電線(xiàn)、電纜、可燃?xì)怏w的管道穿過(guò)變形縫時(shí)，在穿過(guò)處洞口邊加設(shè)1.6 mm 厚鋼板套管，變形縫處2 mm 黑鋼板風(fēng)管，兩側(cè)用柔性防火柔性短管與標(biāo)準(zhǔn)段風(fēng)管連接。風(fēng)管與防火墻留洞的縫隙用防火漆封堵密實(shí)，兩側(cè)用10 mm 厚增強(qiáng)纖維硅酸鹽防火板封堵防火漆（專(zhuān)用膠黏劑密封）板邊超出縫邊50 mm 以上，防火漆及防火板的耐火隔熱性和耐火完整性不低于3.0 h。

根據(jù)《建規(guī)》6.3.5 供暖、通風(fēng)、排煙、空調(diào)等系統(tǒng)中的管道及其他系統(tǒng)管道，在穿越防火墻、樓板以及防火隔墻處的縫隙采用防火漆封堵。

風(fēng)管穿過(guò)防火墻、樓板以及防火隔墻時(shí)，穿越構(gòu)件處風(fēng)管上的防火閥、排煙防火閥兩側(cè)各2.0 m 范圍內(nèi)的風(fēng)管采用玻鎂復(fù)合板防火風(fēng)管，風(fēng)管與防火墻留洞的縫隙用防火漆封堵密實(shí)，兩側(cè)用10 mm 厚增強(qiáng)纖維硅酸鹽防火板封堵防火漆（專(zhuān)用膠黏劑密封）板邊超出縫邊50 mm 以上，防火漆及防火板的耐火隔熱性和耐火完整性不低于3.0 h。

7 結(jié)語(yǔ)

結(jié)合案例項(xiàng)目，圍繞防火分區(qū)的概念，提出從三維角度考慮防火分區(qū)圍護(hù)構(gòu)件的防火設(shè)計(jì)思路，防火分區(qū)的所有圍護(hù)構(gòu)件應(yīng)具有相同的防火性能。然后圍繞防火分區(qū)之間的水平圍護(hù)構(gòu)件、臨空外圍護(hù)構(gòu)件、豎向圍護(hù)構(gòu)件，等建筑構(gòu)件材料及構(gòu)造防火要求，闡述綜合體建筑的防火材料與防火構(gòu)造設(shè)計(jì)要點(diǎn)與設(shè)計(jì)方法。

希望能幫助讀者更好地理解綜合體建筑的防火設(shè)計(jì)，如有理解偏頗和不當(dāng)，虛心接受各位讀者的批評(píng)指正。