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窗玻璃喷头在上海中心大厦防火分隔中的应用
更新时间:2016-12-19 来源:《给水排水》 作者:杨民

摘要:上海中心大厦采用内外幕墙的体系,如何保证幕墙防火分隔体系的有效性,是大楼消防体系的关键因素。通过论证及火灾试验,大面积采用了在国内应用不多的窗玻璃喷头结合玻璃幕墙的内幕墙防火分隔体系。此体系采用的特定条件、形式以及论证和火灾试验等,可供类似工程借鉴。

1 工程概况

上海中心大厦建筑高度632m,建筑面积57.4万m2,是目前在建的上海最高楼。建筑造型独特,外观呈螺旋式上升,建筑表面的开口由底部旋转贯穿至顶部。建筑围护幕墙体系由外幕墙(A 幕墙)、幕墙支撑系统(CMSS)、内幕墙(B幕墙)组成。上海中心大厦在每2个设备层之间就有高达十几层的3个中庭,一共有7个类似的区域,共有21个中庭。

中庭消防体系,包括窗玻璃喷头结合玻璃内幕墙防火分隔的体系、中庭结合灯架采用大空间智能消防灭火设施、结合桁架分层设置空气采样设施、钢构件防火体系以及防排烟系统等,从方案到施工图,经各阶段评审、专家论证、火灾试验后,最终确立一套完整的消防体系。其中内幕墙是中庭与标准层的空间分隔和消防分隔,又是中庭消防体系中的一个关键因素,是各方重点关注的内容。窗玻璃喷头结合内幕墙的体系,从设计到施工阶段,还经历火灾试验、窗玻璃喷头比选、施工方案比较等过程,以最终确定喷头定位、形式、安装方式等符合设计的要求。

2 中庭消防体系

2.1 内外幕墙的体系

上海中心大厦的每个中庭由内外幕墙分隔而成,其中,外幕墙采用直立阶梯式幕墙系统,大面玻璃板块为矩形并与塔楼外形精确匹配;幕墙支撑系统为轮辐式柔性钢结构体系,用于支撑外幕墙;内幕墙为垂直圆筒状,平面采用折线拟合弧线,与每个区不同半径的圆筒形匹配,总共约90 000m2。

内幕墙外侧为中庭,其主要功能为办公室的休闲中庭、健身空间、书店等,内幕墙内侧为标准层,其主要功能为办公、酒店客房等,内幕墙承担着标准层与中庭防火分隔的作用。

内幕墙主要由B1幕墙系统组成,见图1,为单元式系统设计,由于此系统所在位置为每区3层以上,建筑设计时要求此系统在中庭面能达到1h的耐火极限而系统不发生破坏。单元采用中空钢化玻璃和铝框,为非防火幕墙系统,因此,B1幕墙体系需要另外增加保护措施才能满足消防要求。

2.2 性能化报告、专家评审对幕墙、中庭的消防意见

因为中庭的特点、重要性以及数量较多,中庭的自身防火措施、内幕墙的防火分隔都需要进行论证。性能化报告对中庭的防火和抗火有专门的章节进行论证描述,包括中庭的防火分区(防火分隔方式及有效性)、烟气控制、烟气报警、自动灭火系统、钢结构抗火设计等。

在对内幕墙的性能化报告中,首先对中庭的特点进行分析。内外幕墙最窄处不足2m,类似双幕墙的形式,但最宽处又达到十几米,在烟气蓄积上比双幕墙有优势;与传统中庭四周都有功能相比,本中庭有一面直接为外幕墙,受灾影响面会小些。其次,分析了内幕墙采用防火玻璃的限制因素。因采用防火玻璃有框架尺寸的要求,如果大面积使用一个个明框防火玻璃框架单元,势必对室内美观效果产生影响。因此,报告提出了采用钢化玻璃+窗玻璃喷头的幕墙体系。

在对防火分隔有效性论证部分中,从内幕墙内侧靠标准层侧火灾、内幕墙外侧靠中庭侧火灾等两个角度论证,模拟火灾分析,通过模拟验证结果,内幕墙的大部分区域可以采用钢化玻璃+窗玻璃喷头的体系。

同时,上海中心大厦项目几次组织全国专家进行的消防论证会,也对中庭消防体系进行讨论,在肯定了性能化论证结果的基础上,要求对内幕墙的不同火灾危险部位进一步细化设计,以及中庭考虑增加垂直分层的空气采样设施等。

经过设计团队的几次修改,各方对中庭的防火体系最终达成一致意见。

2.3 中庭消防体系

中庭防火体系包含内幕墙+窗玻璃喷头的防火分隔、中庭大空间洒水保护、中庭大空间分层空气采样报警、防排烟、钢结构抗火设计等措施,是全方位、立体的中庭消防保护体系(见图2)。窗玻璃喷头设置在内幕墙内侧,采用闭式系统,并为独立系统,配合幕墙构造,能够提供内幕墙1h的耐火保护时间。中庭在10m处设有大型灯架,大空间洒水装置结合灯架布置,喷头的间距及保护半径,能够均匀、全面地保护到中庭,大空间洒水系统自带的探测报警装置能够及时探测到火灾,并迅速打开喷头洒水保护。分层空气采样系统在灯架至中庭顶部的空间中分层设置,可以及时探测中庭烟气,迅速报警。每个中庭为独立防烟分区,并根据排烟量设置排烟系统及设施。中庭钢构件中,部分区域需要做防火保护。

版权、出处:《给水排水》

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