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摘要:火灾中吸入过量烟毒气体,导人员致窒息伤亡是火灾中最主要危险因素之一。而建筑物中各种防火封堵密闭构造,存在的大量施工缺陷或久经使用后,封堵密闭性能的降低,给火灾时产生的烟毒气体留下了大量的渗漏和蔓延的通道,对人员的生命安全造成极大的威胁。本文探讨了既有建筑幕墙防火封堵密闭完整性的无损化检测方法,以及采用该检测方法对各类建筑孔洞间隙封堵密闭完整性进行检测的可行性,对检测的工艺、封堵可靠性判断依据等进行探讨。
关键词:建筑幕墙;防火封堵密闭性;无损现场检测;发烟装置;烟感装置。
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1、引言
根据“国际防火协会”NFPA的火灾统计数据显示,火灾中吸入过量烟毒气体导致人员致窒息伤亡的比例为75%,是火灾中导致人员伤亡的最主要因素。
火灾中烟毒气体的渗漏和蔓延,均早于火焰的蔓延,即使防火封堵构造在规定的耐火极限(词条“耐火极限”由行业大百科提供)内还没有垮塌,但由于防火封堵密闭部位原有存在的缺陷,大量的烟毒气体将会迅速地沿着各种间隙向上或相邻空间气体低压的方向蔓延,从而造成人员的伤亡。因而,确保建筑幕墙防火封堵以及各类建筑孔洞间隙封堵密闭的完整性,使防火封堵设施能够有效地防止火焰和烟气通过建筑缝隙和贯穿孔口在建筑内蔓延,在防止火灾中人员的伤亡有极为重要的作用。
工程中由于多方面主客观原因,建筑幕墙防火封堵以及各类建筑孔洞间隙封堵密闭的完整性在施工质量和封堵效果达不到设计要求,问题较多。工程验收时,检验方法目前主要以目测为主,难于完全检测出防火封堵的密闭实际状况。特别是处于目测难以到位的部分位置,例如内装完成后处于隐蔽状态内的防火封堵构造是无法目测到位的。
根据深圳市工程建筑地方标准SJG43-2022《既有建筑幕墙安全检查技术标准》和SJG112-2022《既有建筑幕墙安全性鉴定技术标准》有关内容,既有幕墙的防火构造均为检查评定项,但有关检查方法也是目测,在不拆除装饰表层的情况下,同样存在无法目测检查的情况。
新建建筑幕墙施工中防火封堵密闭存在的质量问题,长久使用后既有幕墙防火封堵存在的松动和开裂造成的密闭性能失效,都会在发生火灾时给人们造成严重的安全威胁,因此必须进行有效的加强检查。为提高检测可靠性和可行性,本文对幕墙防火封堵的现场无损检测技术进行探讨。
2、检测方案初步构想
依据幕墙防火封堵的特点,阻断烟气的渗漏和蔓延是幕墙防火封堵的主要功能之一,幕墙防火封堵密闭完整性有关检测方法主要应考虑以下几点:安全性、无损性、可视性、可量化性。
在安全性方面,如果对幕墙防火封堵密闭完整性采取现场明火检测,其危险极大,难于保证财产和人员的安全,所以任何现场动火的检测方案都不在选项范围之内。
在去除动火选项的前提下,采用烟气法进行幕墙防火封堵密闭完整性检测,是幕墙防火封堵密闭完整性检测达到安全、无损、可视、可量化的主要选项,能准确地印证幕墙防火封堵密闭完整性的性能。有关烟气法现场验证,可参考的标准有GA/T999-2012《防排烟系统性能现场验证方法热烟试验法》,其适用范围为“适用于在空间结构特殊、防排烟系统设计复杂的建筑中实施的热烟试验,如:中庭、工厂、货仓、百货商场、购物中心、复杂办公建筑以及体育娱乐中心等其他人员密集的公共建筑、隧道、地铁、车站、航站楼等交通枢纽建筑和大型地下建筑。”。
其采用的发烟装置为“一种可以产生定量体积流量烟气的装置,包括发烟源和导烟装置两个部分,发烟源分为发烟饼、发烟筒和发烟罐等类型。”。
由于该标准的适用范围与幕墙防火封堵的实际情况有所不同,在采用烟气法进行幕墙防火封堵密闭完整性检测时需要对检测方案重新设计。
2.1 发烟装置
根据应用场景,发烟装置可以分为以下几种,1、防化烟雾发生器,主要用于化学毒剂的侦检,具有高性能、便携式特点;2、消防用烟雾发生器,用于火场指挥,指引火场逃生等;3、影视用烟雾发生器,用于影视拍摄,营造氛围等。
与幕墙防火封堵密闭完整性检测场景较为接近的应该是消防用烟雾发生器,也就是前文提到过的“发烟饼、发烟筒和发烟罐等”。该发烟装置常见于各种消防演习等场景。但考虑到既有建筑的检测需在室内进行,需保证对现有装饰和家具等物品无损性,且消防烟雾有触发原有消防报警的可能,基于安全性、无损性的考虑,不建议选择。
影视用烟雾发生器是一种更为安全的选择。影视用烟雾发生器有多种类型,可首选室内适用的产品舞台烟雾机。舞台烟雾机主要有薄雾机、低烟机、气柱烟机、烟雾机、干冰和液氮烟雾机等。根据适用性,可视化检测建议选用烟雾机,烟雾机应使用环保烟雾油,可以免除烟雾对人体危害;如需定量化检测,建议采用干冰烟雾机。
2.2 防火封堵检测样板选定
有关检测样板的选定,根据SJG112-2022《既有建筑幕墙安全性鉴定技术标准》规定,采用不小于1%的固定比例抽样,且不应小于5个样板。考虑实际实施可行性,按照每个房间为一个检测单位为宜,对于大空间办公,或房间之间不完全隔绝的情况,也可采用一层楼为一个单位。
有关检测抽样除了标准层和标准间外,还应该考虑转角等特殊位置,以便涵盖各种封堵做法。由于难以观测,避免选择顶层和避难层的下一层。
2.3检测前准备
防火封堵下部需为一个封闭空间,可以是一个房间、一个楼层、一个人造封闭单位。检测前,应对于影响空间封闭性的部位进行检查并封堵。可能影响封闭性的位置包括但不限于外窗、内门、空调风口、电路管线(外露部分即开关、插座面板等)、其他孔洞。其他孔洞包括施工或装修遗漏未封闭的工艺孔、线路改造后遗留的管道。这些不明显的孔洞可能难以发现,所以建议正式检测防火封堵以前,应先做一次可视化烟雾检测,以排除其他泄露对实验判断的干扰。
避免环境干扰的另一个选择就是建造一个人造封闭单位。可以参考幕墙气密性现场检测方法,在室内对应防火封堵位置设置密封箱或密封袋来进行相关检测。这个方案的优点受环境影响少,受环境不确定因素干扰小,容易实现箱体正压,缺点是试验硬件条件要求较高。如果室内装修已完成,窗帘盒等构造影响对防火封堵区域的封闭,致使试验无法正常进行。
为利于烟气扩散,建议封闭空间为正压。参考GB/T41480—2022《门和卷帘的防烟性能试验方法》,压差控制在55Pa。烟雾机的排烟口应尽可能靠近封堵密闭构造处,必要时可对怀疑渗漏部位直接喷射,以达到强化检测的目的。考虑到对现场封闭空间加压难度较大,可采用对封堵部位鼓风,对对应位置局部加压。
2.4封堵可靠性判断
在防火封堵下部开启发烟装置后就可以在封堵的另一侧观察漏烟的情况。考虑防火层有阻挡作用,检测时间建议保持15~30分钟。这种可视化观测可以判断是否封闭完整,但存在一个无法量化的问题。
对于检测的量化问题,可采用电子烟雾探测器来进行判断,以避免人员判断烟雾浓淡的偏差。但是烟雾探测器可以探测到的烟雾存在安全性较差的问题,且可能引发建筑原有消防系统报警,产生意料之外的后果。为此,可采用其他示踪气体,来达到检测量化的目标。比较安全且常用的是二氧化碳。可以将发烟装置更换为干冰烟雾机,检测装置可选用二氧化碳检测器。二氧化碳检测器是一种用于检测空气中二氧化碳浓度的设备。一般来说,二氧化碳检测器采用红外二氧化碳传感器,信号稳定,精度(词条“精度”由行业大百科提供)高。而且它能自动检测并显示室内的二氧化碳、温度、湿度数据。一旦这些数据超过预设范围,设备就会自动报警。将该装置固定在封堵上侧1~1.5米的位置,按设定检测预警浓度参数等数据,就能实现客观化判断。
在规范 DB11/1026-2013《吸气式感烟火灾探测报警系统设计、施工及验收规范》的第5.2调试要求;章节中,对吸气式感烟火灾探测器的灵敏度可调做了相关规定。可依据有关烟感的报警条件,转换为二氧化碳参数。对于具体的设定步骤和操作方法,不同的传感器品牌和型号可能会有不同的操作指南,需要参考对应的使用手册进行操作。
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3、应用场景扩展
本文探索的建筑幕墙防火封堵现场检测方法,除了可适用于建筑幕墙防火封堵密闭性能的检测外,也可广泛应用于建筑中其他与封堵密闭性能相关部位的检测。如建筑主体结构施工中的工艺孔洞,包括放线洞、泵管洞、脚手架眼及悬挑槽钢眼、外墙对拉螺栓(词条“螺栓”由行业大百科提供)孔、内墙对拉螺栓孔等;在装修或改造过程中,容易产生和遗漏的孔洞,包括空调孔、热水器孔、下水管道孔、燃气管道孔和工程改造遗弃的原有管线孔洞等。当这些孔洞处于有防火密闭要求的气体通道上或有其他封堵密闭功能要求时,可采用此检测方法对这些采取不同的方法和材料进行密封处理的孔洞进行封堵密闭性能的检测,可提前发现密闭漏洞进行封堵,解决有关质量问题,以保证封堵效果和建筑在防火性能的安全性。
4、小结
1.本文对建筑幕墙现场封堵检测的可行性进行了初步方案设计;
2.检测在保证安全的前提下,实现无损化、可视化、客观化;
3.具体量化方案,本文未确定相关参数,需进一步分析研究;
4.本检测方案可扩展至建筑主体和装修封堵的检测。
有关建筑幕墙封堵检测方案仅为初探、浅析,不够准确,需后续进一步完善。
参考文献
[1]深圳市工程建筑地方标准SJG43-2022《既有建筑幕墙安全检查技术标准》;
[2]深圳市工程建筑地方标准SJG112-2022《既有建筑幕墙安全性鉴定技术标准》;
[3]国家公共安全行业标准GA/T999-2012《防排烟系统性能现场验证方法热烟试验法》;
[4]国家标准GB/T41480—2022《门和卷帘的防烟性能试验方法》;
[5]地方标准DB11/1026-2013《吸气式感烟火灾探测报警系统设计、施工及验收规范》。
作者单位:深圳市新山幕墙技术咨询有限公司