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膜结构系列

膜结构工程

发布时间: 2017-12-17 18:54 


 一、膜结构建筑存在的火灾危险性 
  1 .建筑材料的耐火等级问题 
  用于膜结构中的高强度柔韧性薄膜称为膜材,它是膜结构工程中重要的组成部分,作用与钢筋、混凝土、轻质板材上是等同的,在膜结构建筑中既是起围护作用的建筑材料,又是张拉结构体系中的受力材料。《建筑设计防火规范》及《高层民用建筑防火设计规范》中对建筑物各构件的燃烧性能和耐火极限都有明确的规定。目前膜结构建筑中使用的膜材通常有两类,一类是以玻璃纤维织物为基材,涂覆聚四氟乙烯(PTFE)等树脂材料,燃烧性能可达到A 级;另一类是以尼龙织物为基材,涂覆PVC 及其他树脂材料,燃烧等级可以达到B1 级。 
  2 .建筑空间跨度大,较难划分防火分区,火灾情况下易形成火灾蔓延 
  膜结构大多用于体育馆、剧院、展览建筑的观众厅、展览厅,其面积、长度可以根据需要确定,但如果用于商业、学校、食堂、菜市场等建筑,就要受规范的限制了,必须作防火分区,但这种建筑大多高度及跨度都很大,划分防火分区比较困难,因此,一旦发生火灾,各种垂直通道起拔火桶作用。当烟气到达膜面以下时,顶部气流水平运动,致使火灾横向扩大,容易形成大面积的火灾蔓延。 
  3 .人员疏散困难 
  膜结构建筑因空间巨大,人员在膜空间内到达室外出口的距离长,因此疏散时间就长。烟雾向上和向水平方向快速蔓延,挡住了疏散人员的视线,增大了疏散难度。另外,大空间内人员多,疏散时容易发生滞留。 
  4 .火灾探测不及时,普通自动灭火设施无法有效发挥作用,火灾扑救困难 
  膜结构建筑空间一般都比较高,跨度比较大,发生火灾后烟气蔓延时,探测器动作与在普通建筑内动作相比会慢一些,且我们通常使用的自动喷水灭火系统在这种建筑中布置比较困难,更不能有效发挥灭火作用。扑救膜建筑这种大空间建筑物火灾往往会遇到很多的困难。例如:热辐射强,烟雾浓,火势蔓延速度快、途径多。另外,面对新型的膜建筑,我们缺乏扑救这类大空间建筑物火灾的实战经验,这给消防灭火的登高作业、内攻侦察、火场供水等都带来不少困难。 
  二、膜结构建筑的防火对策 
  1 .建筑构件的耐火等级 
  膜结构建筑的支撑一般为钢结构,国内对于钢结构的保护多采用涂防火涂料。国外类似建筑大多是不涂防火涂料的。还有一种更为稳妥的办法:就是在构造上作处理,使膜面紧贴在钢索下面,火灾中烟气首先面对的是膜面,这样钢索下面又多了一个保护层,使钢架不受任何高温作用。 
  瑞典国家测试院曾对PTFE 和PVC 两种膜材料进行同样条件的燃烧试验,对试验过程的温度、有毒气体成分、膜材烧穿情况进行了测试分析,结果表明虽然PTFE 膜材的耐火极限和燃烧性能比PVC 膜材高,但是PVC 膜材受热后很快形成开放洞口,有利于烟气和热量的排出,从而延缓钢结构的坍塌,而PTFE 膜材受热后只是接缝处裂开,沿接缝大块脱落,热量容易在顶部聚集,而且PTFE 膜材产生的CO2 和CO 至少是PVC 膜材的两倍,因此对于膜结构特别是封闭式膜结构建筑使用PVC 膜材好一些。 
  2 .采取特殊的防火、防烟分隔措施 
  膜结构大多用于体育馆、剧院、展览建筑的观众厅、展览厅,其面积、长度可以根据需要确定,但如果用于商业、学校、食堂、菜市场等建筑,就要受规范的限制了,膜结构建筑相对于普通建筑,在主体大空间内无构造柱与梁,是一个连续完整的空间。膜空间和与之相连的部分之间必须设置有效的防火分隔设施,防止火势向膜空间以外的其它空间蔓延。用普通建筑中的防火墙和防火卷帘划分防火分区难以实现。我们可以采取一些特殊措施,例如可以采用“防火带”的方法划分防火分区,即在有可燃物品的建筑物中划分出一段区域,这个区域内的建筑构件及装修全部为非燃材料(且该区域内不存放可燃物)并采取有效的防烟措施,阻挡防火带一侧的烟火向另一侧蔓延,从而在空间上形成一个无形的防火分隔区域。对于防烟分区的划分,可以利用空间上方结构体系,挂上以耐火纤维为基材的轻质幕布,平时卷起,在火灾报警后自动放下,悬停于一定高度进行防烟分区,划分的面积在1000 平方米左右,代替了传统的挡烟垂壁,效果明显。

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