（一）引言
全球范圍內(nèi)，對(duì)
高層建筑火勢蔓延的研究由來已久。在過往幾十年里，對(duì)于如何控制火勢的蔓延已經(jīng)有很好的工程實(shí)踐。眾多國家和地區(qū)已經(jīng)對(duì)幕墻層間縫的防火封堵工法采用了標(biāo)準(zhǔn)化試驗(yàn)。相關(guān)建筑及安全規(guī)范開始對(duì)帶有幕墻的高層建筑作出規(guī)定，以確保生命和財(cái)產(chǎn)安全。
為了更好地理解火勢在帶有
玻璃幕墻的高層建筑中如何蔓延，我們需要想象這樣—個(gè)場景:如果火災(zāi)發(fā)生在某個(gè)樓層，隨著火勢的蔓延，該樓層室內(nèi)壓力慢慢增大，幕墻中的玻璃在火焰的吞卷下破裂，從而使更多的氧氣補(bǔ)充到室內(nèi)，助長火勢進(jìn)一步增大，蔓延至上一樓層的板底和幕墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)。而且，某束火苗可能從破碎的窗戶竄出，開始侵襲上層幕墻結(jié)構(gòu)的外側(cè)。如果樓板和幕墻結(jié)構(gòu)之間存在縫隙，火焰會(huì)迅速地從這個(gè)層間縫上竄到上一樓層(參見圖1、對(duì)于這個(gè)挑戰(zhàn)，需要合理地設(shè)計(jì)和安裝一個(gè)層間縫防火系統(tǒng)，既可以在火災(zāi)全程保持穩(wěn)定，又可以滿足雙面受火，避免火勢豎向蔓延的要求。
由于很多幕墻結(jié)構(gòu)的
建材并非
耐火材料，所以進(jìn)一步加劇了火災(zāi)在高層建筑中的蔓延。諸如玻璃或鋁質(zhì)
型材通常會(huì)被整合到現(xiàn)代的幕墻結(jié)構(gòu)中。通常情況下，這些材料會(huì)特意做得比較輕薄，從而削弱了他們的
耐火性能。—般情況下，玻璃會(huì)在受火后5~15分鐘發(fā)生破碎，鋁質(zhì)型材在達(dá)到660° C時(shí)就會(huì)融化。盡管有時(shí)采用了被認(rèn)為耐火性能更好的材料，但是，這些材料在實(shí)際火災(zāi)中往往都出現(xiàn)失效的情況，例如，花崗巖、大理石、石灰華或灰沙石等石質(zhì)隔板或填充隔板本身是良好的耐火材料，不會(huì)燃燒。但是，在火災(zāi)中這些
板材受熱后會(huì)產(chǎn)生破裂，甚至由于在各個(gè)方向產(chǎn)生的不同程度的延伸，或者
石材內(nèi)含有一定的濕氣，受熱后發(fā)生爆炸。難道這就意味著這些材料不能采用?事實(shí)絕非如此。
最可行的辦法是通過采用帶有高溫
絕緣材料的簡單系統(tǒng)，提高這些構(gòu)件的耐火性能，同時(shí)，正確安裝防火封堵系統(tǒng)。本文就相關(guān)問題進(jìn)行探討，并將相關(guān)工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)作為分享。
（二）層間縫防火封堵系統(tǒng)介紹
層間縫防火封堵系統(tǒng)，這一詞迅速成為了防止高層建筑火勢蔓延的同義詞。層間縫防火封堵系統(tǒng)包栝耐火樓板組件、外墻組件和安裝在外墻跟樓板間隙中的材料，這些材料避免了樓層與樓層間形成火勢蔓延的通道。
某些國家采用了一些試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)來評(píng)估層間縫防火系統(tǒng)的相關(guān)性能。其中一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是美國的《層間縫耐火性能的測試標(biāo)準(zhǔn)(ISMA)》ASTM E2307-10，該標(biāo)準(zhǔn)采用一個(gè)兩層的中等比例結(jié)構(gòu)模型來評(píng)估用于高層建筑的層間縫防火封堵系統(tǒng)的耐火時(shí)效(參見圖2及圖3、該模型的前面是一個(gè)玻璃幕墻結(jié)構(gòu)；上層是觀察室，下層是實(shí)驗(yàn)室(火爐)，上、下層間是鋼筋混凝土樓板。層間縫防火系統(tǒng)安裝在樓板與幕墻的分隔帶之間的水平縫隙中(參見圖4)
試驗(yàn)結(jié)構(gòu)安裝完畢后，點(diǎn)燃實(shí)驗(yàn)室中的火爐(參見圖5)。5分鐘后，玻璃幕墻外用于模擬窗戶破碎后火焰上竄的另一個(gè)火源被點(diǎn)燃(參見圖6)。也就是說，幕墻結(jié)構(gòu)外部構(gòu)件直接受火的同時(shí)，內(nèi)部的火源已經(jīng)襲擊到幕墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)部構(gòu)件、樓板的底部和層間縫防火封堵系統(tǒng)的相關(guān)材料。試驗(yàn)終止是按試驗(yàn)失效現(xiàn)象出現(xiàn)或達(dá)到預(yù)期的耐火時(shí)效后終止。試驗(yàn)失效，是指在觀察室出現(xiàn)火焰穿過了防火封堵系統(tǒng)的現(xiàn)象。另外，如果出現(xiàn)任何熱點(diǎn)，也視為試驗(yàn)失效。通過在觀察室的層間縫防火系統(tǒng)上覆蓋一張棉褥，并保持30秒來觀察防火封堵系統(tǒng)是否存在裂縫或孔洞。如果棉褥產(chǎn)生燃燒，防火封堵系統(tǒng)也被認(rèn)為是失效的。如果封堵系統(tǒng)不能有效減少過熱的玻璃傳來的熱量，棉褥會(huì)過早燃燒(參見圖7及8)。
在試驗(yàn)過程中，通過監(jiān)測背火面的溫度來分析熱量的擴(kuò)散情況。檢驗(yàn)出來的耐火時(shí)效和耐熱時(shí)效是根據(jù)ASTM E2307-10的相關(guān)步驟得出的。耐火時(shí)效，是防火封堵系統(tǒng)阻礙火焰通過的時(shí)間；耐熱時(shí)效，是測量系統(tǒng)中熱量傳遞的效果。大部分幕墻防火封堵系統(tǒng)由于采用了
導(dǎo)熱性能良好的鋁質(zhì)型材或
錨固件，其耐熱時(shí)效不超過15到30分鐘，耐火時(shí)效通常可達(dá)2小時(shí)或以上。
（三）層間縫防火封堵系統(tǒng)的構(gòu)造
2，1
礦棉隔板的安裝
最常見的帶傳統(tǒng)(難燃材料，如玻璃、
鋁材或石材)分隔帶的鋁質(zhì)框架幕墻結(jié)構(gòu)采用耐高溫的礦棉隔板。礦棉隔板采用
礦渣棉或
巖棉做成，能夠抵受高達(dá)100度的高溫。通常用礦棉隔板(通常密度為96～128kg/m3)包裹分隔帶周圍幕墻框架的豎向和水平構(gòu)件。(參見圖9)有各種不同的方法來安裝礦棉板。有時(shí)采用
鋼板，但是，通常情況下鋼板的作用只是美化分隔帶的造型；有時(shí)通過在豎向構(gòu)件之間的分隔帶上會(huì)安裝一系列水平的鋼構(gòu)件；或者通過一些鋼
夾具和鋼釘來安裝固定礦棉板。除了用鋼錨釘和保護(hù)罩固定礦棉板外，通常還可以在搭接處用帶大號(hào)鋼墊圈的鋼
螺栓或杯形焊釘把礦棉板固定在
角鋼、鋼板或
槽鋼上。這個(gè)幕墻的礦棉隔板是—個(gè)至關(guān)重要的構(gòu)件。在幕墻外部的
保溫層掉落后，盡管周圍的鋁質(zhì)型材和隔板隨之受熱融化掉落，但礦棉隔板仍可在防火封堵系統(tǒng)受火的整個(gè)過程中保持完整性。
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