关于防火分隔、耐火极限若干问题的思考

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关于防火分隔、耐火极限若干问题的思考
现行建筑工程消防技术标准中，对建筑构件的耐火极限有着详细的规定。但在现实中，建筑构件在火灾中超过其耐火极限而使火灾蔓延扩大，甚至造成建筑坍塌的现象却时有发生。2003年衡阳市“11.3”商居楼特大火灾坍塌事故，就是因为建筑承重构件在火灾超过了耐火极限；1996年沈阳商业城特大火灾事故中，防火卷帘没能正常发挥防火分隔作用，则是火灾损失扩大的一个重要原因。但遗憾的是这些问题却没有得到人们足够的重视。笔者根据多年来的工作实践及学习体会，偿试在规范的层面对这一问题进行讨论，并提出建设性意见，以期引起同行的讨论，使防火分隔的规定更趋近科学、合理。
一、现行规范对防火分隔规定的缺欠
1、没有考虑防火分隔作用的可靠性、防火分隔在火场中承受轰燃产生的冲击作用和起到的防烟作用。
《高层民用建筑设计防火规范》第5.44条规定：“在设置防火墙确有困难的场所，可采用防火卷帘作防火分隔。当采用包括背火面温升作耐火极限判定条件的防火卷帘时，其耐火极限不低于3小时；当采用不包括背火面温升作耐火极限判定条件的防火卷帘时，其卷帘两侧应设独立的闭式自动喷水系统保护，系统喷水延续时间不应小于3小时”。在《高层民用建筑设计防火规范》的其他部分和《建筑设计防火规范》中对防火分隔也有类似的规定。显然规范在规定用其他设施代替防火墙的防火分隔作用时，只考虑了防火分隔的耐火极限要求，而忽视了可靠性要求和在火场中承受轰燃的冲击作用和起到的防烟作用要求,实际上是降低了防火分隔的要求。
首先，防火墙做为防火分隔措施其可靠性是一项重要的性能要求。防火墙作为防火分隔设施有很高的可靠性，但现行规范规定可以代替防火墙的卷帘、水幕、门、窗除了固定式防火窗外其可靠性都是很低的，至少与防火墙相比是很低的。不用说这些防火分隔设施由于本身结构的复杂而不可避免的故障发生率，即使是不考虑设施本身的故障发生率，就是人为管理使用的失误因素也是根本无法完全避免的。
其次，防火分隔设施在火场中要起到防火分隔的作用，需要承受的不仅仅是热辐射和热对流的作用，还有轰燃时热气流冲击的机械力的作用，否则它就起不到防火分隔的作用，而轰燃是绝大多数室内火灾发展的一个必经的过程。
再次，防火分隔在火场中的作用不仅是起到阻挡火势的蔓延，还有阻止烟气的蔓延作用，而且还是防火分隔的一个重要作用。而防火卷帘、防火水幕在防火烟能力上无论是在能力上，还是在可靠性上，都比防火墙低得多。
2、把承重构件的耐火极限规定的比非承重防火墙的耐火极限低,规定防火墙的耐火极限时不考虑承重的影响，忽视了火灾中的建筑结构安全。
《建筑设计防火规范》第2.0.1条规定： 一、二、三级耐火等级建筑的防火墙的耐火极限为4小时；一级耐火等级建筑的承重墙耐火极限为3小时、支撑多层的柱耐火极限为3小时、支撑单层的柱耐火极限为2.5小时；二级耐火等级建筑的承重墙耐火极限为2.5小时，支撑多层的柱耐火极限为2.5小时、支撑单层的柱耐火极限为2小时，《高层民用建筑设计防火规范》中也有类似的规定。
首先，这里对防火墙耐火极限的要求比承重墙、甚至比承重多层的柱还高，显然是不合理的。忽视了建筑物对防火分隔作用的需要是以建筑物结构安全为前提的，试想建筑物要是坍塌了，防火分隔还有意义么？
其次，规定防火墙的耐火极限时不考虑承重因素的影响，显然是不符合实际情况的，也使规范在这方面的规定自相矛盾。因为从《建筑设计防火规范》和《高层民用建筑设计防火规范》的附录中也可以看出，同样的建筑构件由于承重，而使其耐火极限降低,并且对承重构件规定了比非承重构件高的耐火极限。
二、对改进防火分隔规定的建议
1、根据防火分隔的耐火极限和可靠性的高低把防火分隔分为不同的类和等级，并根据不同类别和等级的防火分隔规定防火分区面积的大小。
首先，按防火分隔是否受设备运行、管理等人为因素影响分为一、二两类，再在每类中按现行对防火分隔耐火极限分级的方法进行分级。即把不受设备运行和管理等人为因素影响的防火分隔规定为一类，把受设备运行和管理等人为因素影响的防火分隔规定为二类，再把每类按耐火等级的高低分为甲、乙、丙三类。
其次，在规定防火分区面积时，增加可靠性和耐火极限高的防火分隔间的防火分区的面积，降低可靠性和耐火极限低的防火分隔间的防火分区面积。
这样调整，一是可以提高防火分隔的可靠性；二是可以充分发挥防火分隔的作用；三是可以使建筑设计更灵活；四是可以提高多数建筑的经济性能；五是可以促进防火分隔设施技术的进步，提高其可靠性和耐火极限。
2、把构件在火灾中可能承受的轰燃产生的冲击力对构件整体性和稳定性,做为评价建筑构件耐火极限和防火烟性能的重要条件。
改革防火分隔设施耐火极限试验方法，把防火分隔在火灾中可能受到轰燃产生的机械冲击力，所需要具备的机械强度纳入试验范围，规定防火分隔设施所应具备的机械强度要求。规定防火分隔的防烟性能要求。
3、重视建筑在火灾时结构安全，考虑承重对耐火极限的影响。
调整建筑构件的耐火极限规定，提高承重构件、特别是承重多层的构件的耐火极限，使建筑构件耐火极限与它们在建筑结构安全和消防安全中所起的作用相适应，使建筑构件的耐火性能储备即保证安全又不至于浪费。
降低非承重防火墙的耐火极限要求，给建筑材料的发展提供更大的空间。