因为央视的一场火灾,一个急需反思和研究解决的幕墙安全问题已经摆在我们在座的面前,作为一名幕墙专家、学者、同事,我们有责任、有义务对火灾与幕墙防火设计进行反思,进行研究并认真切实的从设计源头上、幕墙根本上解决好幕墙防火安全问题,做到消除隐患、杜绝火灾发生,保证幕墙安全。
众所周知,09年的元宵节晚上8点27分,已经进入竣工验收的央视文化中心,被业主燃放烟花引燃屋顶残留的易燃物和屋顶三元乙丙防水、挤塑保温板及聚乙烯隔气膜,瞬间大火包围了大楼,火焰冲天,一公里范围内天空飘飞着雪花般的火烧尘埃,火光照红了北京东三环中路,大火由上至下,烧化了幕墙钛锌板面层,烧光了幕墙保温、防水、防气层,烧坏了幕墙及主体钢结构。大火随着烧化带火流淌的燃烧物,在集聚的空气对流下,在劲风的吹动下,火势越烧越旺,高层建筑火灾消防车无能为力,二千多名消防官兵和群众束手无策,致使大火毫无阻止的不断的快速向下蔓延,一直燃烧到元宵节的第二天凌晨两点,历时六小时,在建筑标高17m处,才将大火扑灭。159m高的塔楼幕墙竞被烧毁142m;烧毁幕墙近10万平米;结构损坏40%以上;楼内中厅坍塌,南侧演播厅数字机房被烧;室内酒店24l套精装被损,直接经济损失达15亿元以上,潜在损失无法估量,火灾的负面国际影响巨大。
央视火灾,它不只是烧掉了我国北京08奥运形象工程,北京城市的地标建筑。它烧毁的是我们建筑界在国际上的声誉。它烧毁的是我们建筑设计、幕墙设计的防火规范。央视的火灾是一声惊天动地的警示钟声,它唤醒了我们防火新思想,它警示了我们必须对我国现行的建筑防火设计规范进行认真反思,它要求我们必须科学研究幕墙防火新技术、新材料、新设备,制定幕墙设计防火新规范、新标准。
为了防治火灾,我们必须反思和分析火灾原因,反思和重新研究论证我们的建筑及幕墙设计防火规范。
央视火灾情况分析
l、央视火灾产生原因:
①有人证明:火灾是业主违规燃放烟花造成;②有人认为火灾是现场无人值班;③也有人说火灾是屋顶及幕墙使用了易燃建筑材料;④还有人说是消防管理不到位。
2、火灾损失巨大的原因:
①有人认为大楼消防未起作用,失去火灾自救功能;②有人认为消防车力不从心,扬程、支臂高度不够;③也有人说现场消防环境受限。④还有人说没有紧急启动消防直升飞机灭火,致使大火蔓延。
根据火灾原因及火灾现场情况了解和对我国幕墙设计防火规范进行客观的反思、研究、分析。
以上各界人士分析的原因均有道理。但是,这些原因并非央视火灾的本质原因。我们要解决一个问题,要杜绝一场灾害,如果不从本质上和根源上去认真认识,全面了解、深刻研究,切实解决,那么,这个问题可以说就永远不可避免存在,问题所形成的隐患、灾害就不可避免,随时都有可能发生。如我们还是一味的坚持预防为主进行防火,可以说这样防火预防只是一种被动消极的下下策,问题无法从根本上解决,其问题总会出现,其灾害总是不可避免。这样下去我们的消防工作将永远成了一种灭火救灾、亡羊补牢的工作。正因为如此,我们的建筑和幕墙在设计中、施工过程中和工程竣工移交中,甚至在验收已经使用中的建筑物或幕墙,年年都有大小不断的火灾发生,这些火灾大家都已司空见惯。火灾大小大部分归为消防安全预防不到位,也未引起人们认真反思和重视,也没人从我们的防火设计规范上去反思去研究。
央视火灾发生在首都北京,损失惨重,影响巨大,它惊动了民众,惊动国家高层领导人,不得不引起了全民关心、国家重视,建筑界、幕墙界及消防工作者的关心和反思。
3、火灾发生的本质原因
造成央视文化中心火灾的本质原因是什么?
我认为:消防工作被动,火灾隐患没有从源头上,本质上,进行消除和有效防治,才是造成央视火灾的本质原因。
1)被动防火
大家知道《国家消防法》第二条:“消防工作贯彻预防为主,防消结合的方针。”法律己规定了我们的消防工作预防为主的方针和原则。这些方针原则的实质上是一个火灾消积的预防政策。防,是建立在有危险有隐患的前提下的。防,就是对一种不可避免的灾害,进行预防和减少的工作方法。这种方针用于不可抗力的灾害及矿山、煤矿、油库、液压气站等高危区是正确的,但用于幕墙设计防火就并不完全正确,造成幕墙防火设计被动。故幕墙火灾隐患,危险源我们可以在设计时,加以消除和主动防治,得以解决。
2)防火规范不完善。
我们已有的建筑及幕墙防火设计均根据“预防为主,防消结合”的消防工作方针制定。
因此、我们的建筑及幕墙防火设计规范没有从设计源头上、本质上考虑主动消除火灾隐患,而是按被动的消防灭火法来预防火灾,减少灾害。由于我们的建筑及幕墙设计防火规范存在较多的不足,就已经存在了火险、火灾隐患。火灾出现的早晚及灾害的大小,只是后期预防消灭工作的好坏而定。这样的消防工作,如履薄冰,我们的建筑随时都有火灾危险。
3)防火设计存在隐患
幕墙防火保温层使用了易燃和可燃材料,且无自助防火才是根本原因。其违规燃放烟花,可能引起火灾。如按规定燃放烟花也可能引起火灾,只不过是机率小一点而已。可以说,不燃放烟花,就是建筑维修电焊或电线短路起火,都有可能造成一场火灾。可是这些原因只是一个火灾诱因,因幕墙及屋面防水、保温、隔气材料,自身就是易燃物质,其建筑自身已存在火灾隐患。火灾的发生只是一个外因条件变化有无与迟早的问题。现场是否值班,消防安全管理是否到位,消防灭火设备是否先进并满足灭火要求,这些预防工作都只能起到一个被动防火、灭火的作用。但它无法从根本上消除火灾的发生。
因此,我们研究建筑及幕墙防火,关键要解决幕墙从设计、生产、安装及使用中的本质源头上,就得消除火灾隐患。即是有了外来火源侵袭,幕墙也燃烧不了,如果发生火险,幕墙自身也能自动报警、自动灭火,做到真正的自助灭火、消灭火灾。
4、幕墙防火主要措施
要做好建筑及幕墙防火设计,消除火灾隐患,我认为应采取以下措施:
1)更新思想,调整政策,主动治理我国的《消防法》是1998年9月颁布的,就是近年来颁布的法律、规范都是根据“消防工作预防为主,防消结合”的方针制定的。由于社会是发展的,建筑科学日新月异,特别是高层、超高层建筑及幕墙的兴起,新材料新科技的大量出现,原有的设计规范、消防设备满足不了建筑发展的防火安全需要,建筑设计呈现被动防火,消防灭火设施也满足不了现代建筑要求,我们的消防方针政策也跟不上发展形势需要。所以出现央视文化中心,首都地标建筑竟被节日烟花引燃,造成火灾,其现有的消防车、消防设备面对高层、超高层建筑及幕墙火灾,则力不从心、无能为力。这里我们不能找借口,简单的埋怨节日放烟花。草率规定过节日不许放烟花,以剥夺城市民众庆典节日燃放烟花,享受喜庆欢乐的权利,是很不明智、很不合理的做法。我们不能因为失了火就不许百姓夜晚点灯,也不能因为央视火灾,全国城市就不许放烟花。被动防火,火患不止,隐患不除,火灾难免。
因此幕墙防火设计,应该更新观念贯彻“主动治理,消防为辅,预防先行,防消结合”的方针,坚持“尊重生命,安全第一”的原则,采取先进科学措施、消除隐忠、保障安全、经济合理。变被动防火为主动治理。真正做到:消防工作思想更新,调整政策适应需要,主动治理消除隐患。
2)加强法制、完善法规、编制幕墙设计防火新规范
依据安全法律法规、标准规范、规程制度对安全消防进行实施、监督、监察管理。以法律武器为保证;以规范标准为指南,科学编制建筑幕墙设计防火专项新规范,保证幕墙设计防火安全。
3)研究开发消防灭火新技术、新材料、新设备,运用先进科学技术措施,实现防火、灭火科学现代化。
4)强化安全管理、健全消防安全管理体系,严格过程监控,消除火灾隐患,确保安全目标。
二、幕墙设计防火规范新编初探
下面谈一谈幕墙设计防火专项规范新编初探
1、幕墙设计防火规范现状
经查实,现行的《建筑幕墙》GB/T21086.2007;《玻璃幕墙工程技术规范》JGJl02-2003:《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJl33-200l;《建筑设计防火规范》GB50016-2006;《高层民用建筑设计防火规范》GB50045—95(2005版)等相关规范,有关幕墙防火设计安全要求的内容太少,而且很不完善。
1)幕墙防火设计,基本只是定位在幕墙与每层楼板、隔墙处的防火封堵上,幕墙缺乏整体系统的防火功能。
2)幕墙材料,对易燃可燃装饰面板、防水、保温、隔气材料,在防火上没有明确的耐火、防火要求和使用技术措施;
3)幕墙钢结构、铝合金承重骨架及金属转接件承重结构及构配件,规范只有承重和防腐要求,而无防火安全要求;
4)幕墙性能设计未把幕墙防火安全性能纳入幕墙重要的强制条文;
5)幕墙构造设计未考虑防火系统安全构造措施,也没有任何消防灭火白助功能和自动报警灭火系统;
6)幕墙工程施工质量验收,防火规范内容不全。
7)没有各类常规幕墙和特殊幕墙,新型幕墙防火设计要求。
8)没有新材料、新技术、新设备防火设计使用要求;
9)现有的防火规范各自为阵,建筑、机电暖通消防、室内精装修防火规范与幕墙防火规范没有统一协调,没有形成有效建筑的防火消防体系,影响建筑防火安全。因此、幕墙设计应该制定与各专业协调完整系统的防火规范。
2、幕墙设计防火规范编制思路及原则
1)防火规范编制思路
①幕墙工程是一项相对独立的,建筑外围装饰工程,它是建筑中的一项重要分部工程,幕墙防火设计规范应编制自己独立的《幕墙设计防火规范》。
②幕墙设计防火规范宜按不同类型、不同耐火等级的建筑、不同的建筑高度(多层建筑、高度建筑、超高层建筑)、不同部位(室外幕墙、室内幕墙、屋顶防水、保温幕墙;外墙保温隔热幕墙,吊顶带保温隔热幕墙,双层呼吸式幕墙,单层带保温夹层通风幕墙等);不同材料(石材幕墙,玻璃幕墙,金属幕墙,复合材幕墙,新材幕墙等):不同建筑类型(商业、文化、体育建筑、住宅、写字楼、公寓楼建筑;综合楼建筑;工厂建筑;仓储建筑;易爆、易燃物生产、加工、储藏的建筑;有特殊功能要求的建筑幕墙)等的幕墙形式、类型进行编制不同的幕墙防火规范要求。
2)防火规范编制原则
①幕墙设计防火规范编制应贯彻“主动治理,消防为辅,预防先行,防消结合”的方针和坚持“尊重生命,安全第一”原则,采取先行科学措施,消除隐患,保障安全、经济合理要求。
②规范编制做到科学化、规范化、实用化、超前化。
③与相关建筑防火规范统一协调,形成有效的防火消防体系,保证消防效果。
3、防火规范编制内容
1)将幕墙防火设计安全拿入幕墙性能设计,工程质量验收的重要项目内容,并做为规范中强制性条文列入。
2)幕墙材料使用:①幕墙防火安全设计耐火等级划分,材料运用要求。②承重结构材料应使用金属材料并有建筑相应的耐火等级的防火保护措施;③非承重结构材料使用金属材料;④幕墙饰面材料、保温、防水、隔气材料不许使用易燃或可燃材料;⑤如要使用必须经过防火处理,并有可靠防火、阻燃或灭火自救防火系统或构造措施。
3)幕墙构造防火设计:必须考虑幕墙防火、阻燃、灭火性能要求,严禁幕墙构造成为火灾蔓延、助燃的通道。
4)不同幕墙防火设计要求。
5)幕墙消防自助报警和火火、防火自救功能设计。
6)幕墙设计防火措施只局限于建筑的层间封修,隔烟防火,在幕墙构造上没有系统考虑可靠的防火阻燃、隔火、灭火系统。因此,当火灾发生,大火蔓延不止,无法避免。
3)幕墙现行设计没有火灾自救功能,即火灾自动报警,自动灭火系统。当火灾发生时,只能依靠人工消防救火。
4)幕墙设计缺陷或设计错误,造成火患毫无阻挡快速的流窜、蔓延和扩展。特别是未设立防火带的双层幕墙,单层带通风夹层的保温幕墙。如:央视文化中心火灾,钛锌板与保温、防水、隔气层之间的通风散热层,则成了火灾时大火燃烧需氧的供氧通道,助就了大火迅猛燃烧,快速扩张。
5)由于幕墙设计规范,未将防火安全纳入幕墙设计性能和安全功能中的重要指标项目,也未列入工程质量验收指标项目,致使火灾隐患不可消除,火灾事故无法避免。
3、幕墙设计防火主要措施
1)采用多种措施防治火灾
幕墙种类、形式、材料、构造和建筑类型、功能繁多,形成了不同幕墙、不同环境,不同的火灾形式。因此,幕墙设计防火原则、防治方法也是多种多样。同一种幕墙火灾,也可能采用多种防火措施,进行综合防治,才能真正做到有效防火,杜绝火灾,保证幕墙安全。
幕墙防火措施如下:
①隐患消除法:采取有效措施尽可能消除危险、有害因素,实现本质安全。如:幕墙材料应使用不燃材料,以不燃材料代替可燃、易燃材料。
②火灾预防法:幕墙照明或电动系统,其漏电、短路火患极有可能发生,应设计漏电保护和使用安全电压。
③危险减弱法:幕墙的承重钢结构或转接件,采用防火喷涂,可减小火灾对钢结构的损坏;雷电火灾,设防雷接地装置,避免雷击造成幕墙火灾。
④加强安全法:如幕墙重要承重结构采用加大安全系数和耐火等级取值,以补偿火灾对结构的危害损失。
⑤隔离防治法:对幕墙可燃材料之间,设置防火墙、阻燃挡火带,以将火险隔离,阻止火患蔓延。
⑥自动警示法:在危险性大的幕墙建筑部位,安装火灾自动感应报警系统,出现火险,自动报警。
⑦自动灭火法:安装火灾自动报警,自控启动灭火系统,及时扑灭火险、火灾。
⑧连锁自救:对幕墙防火采用自动感应报警系统、自动灭火装置和自控启动隔火墙、排烟窗等多道连锁防火灭火措施、设备,达到及时准确监控火险,迅速有效消灭火灾。特别是公共建筑和危险性较大的建筑及重要设施。
2)采用治本法防治火灾
世上任何火灾事故,都有一定的因果连锁特点。防火、治灾必须以治本为主,防消结合,治因必须先治本。危险源的存在是火灾事故的根本原因。防治火灾事故,就是消除控制幕墙中的危险源。
①幕墙易燃、可燃物质材料使用控制
幕墙材料包括外墙、屋面、吊顶、防水、保温、隔热材料或饰面材料,设计严禁使用易燃、可燃材料。做到从根本上消除危险源,达到幕墙防火安全。
幕墙设计中,如因为保温、防水、隔气性能设计特殊需要,使用易燃、可燃材料时,必须进行防火处理。研制开发保温、防水、隔气的耐火阻燃新材料。
②幕墙电路火灾控制
对幕墙照明、通风、排烟电动开启门窗及采光顶电路等,采用漏电安全保护装置和使用低压安全电。
③采用安全距离及防火隔断对危险源不可避免的工厂、库房幕墙设计,应采用防火、防爆安全距离和安全防火保护隔断,远离火险和隔断火患,避免火灾或减少火患。
3)采用有效的防火构造措施防治火灾
①对幕墙门窗洞口应采用不燃或阻燃灭火材料,设置隔火带,以防室内火灾外患,燃烧外幕墙保温或幕墙饰面。
②采用聚苯板保温外幕墙,应按垂直方向每一层楼设一道水平防火带,构造作法应在防火隔离带处,不用聚苯板,用胶粉聚苯颗粒保温浆料或防火保温板替代,或其它不燃、阻燃保温材料替代。隔离带应在水平方向沿建筑通长设置,位置宜设在上下窗间处或楼层层问处,楼板边梁下口至地面以上踢脚或墙裙、挡杆处,高度不小于1.2m。每层楼必须设置防火封堵。
③聚苯板或挤塑板外保温幕墙,应沿水平方向每20m或3个开间的窗间墙或框架柱处,设置竖向阻燃、防火隔离带。隔离带宽3m。
④在幕墙水平方向和垂直方向设立隔火板或灭火板。灭火板即当火焰侵袭灭火板时,灭火板受热热敏感应器自动释放灭火剂或启动灭火水将火自助扑灭。
⑤双层幕墙及有通风夹层的单层保温幕墙,在通风夹层内每50 m。而积单元,应设单元式阻燃、防火、挡风隔断,防止火焰蔓延及阻止空气流通,减少火灾损害。
4)采用防火自救系统消灭火灾
①对屋顶及吊顶幕墙安装温控、烟感自动报警、喷淋灭火装置进行防火自救、灭火。
②对竖向外幕墙按外墙每50 m2、一层、三开间为一单元,设计温控、烟感自动报警系统和自动灭火系统、自助灭火。
③把幕墙防火、灭火自救系统与大楼整体防火做为一体化消防灭火体系进行设计、施工。以保证整个大楼和幕墙的防火安全。
5)采用先进科学防火新技术、新材料、新设备,进行幕墙防火设计。避免和消除幕墙火灾隐患事故,保证幕墙使用防火安全。
6)统一建筑防火、内装修防火及幕墙防火建筑消防验收内容、验收标准。废除原规范避免消防验收各自为政,杜绝防火验收盲区。
7)颁发新的幕墙设计防火规范,和防火技术安全设计标准,保证幕墙防火设计安全。