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建筑防火:建立平衡式的建筑防火理念

随着建筑物的高度不断地被刷新,摩天大楼的消防设计日益受到人们的重视。在北美,建筑师和设计师们常透过采用主动式及被动式防火相结合的结构和系统,来实现平衡式建筑防火理念,并在后续的施工阶段贯彻执行,以保障建筑物的消防安全。尤其是针对高楼层建筑,平衡防火理念是最大程度降低生命和财产损失的解决方案。

在北美,消防规范和产品安全标准详细规定了施工与测试要求。有了合适的测试设备和设施,制造商即可自行进行测试。不过,美国的监管机构更相信并倚赖由独立公正的第三方认证机构,来评估测试厂商所制造的产品和系统的可靠性,以及是否符合安全规范。

       防火技术的类型

被动防火、主动防火和检测系统是工业、商业与民房常见的防火形式,其个别的建置目的如下所述:

被动防火设计与组件 – 如耐火墙和地板、防火门、防火封堵剂、膨胀型防火涂料、防火闸等。主要是以特殊方式安装来减缓火势蔓延的建筑系统。合理设计的防火隔间将有助于抑制火灾和协助消防部门有时间应对并及时响应。

 

主动防火产品和系统 – 如喷淋头或灭火系统。主要为可自动感应火灾并做出回应,无需人工干预。主动防火系统十分复杂,需要有专业人士的参与,以确定系统组件的正确组合,其也须根据建筑空间、建筑内人员情况和环境等多重分析,以提供一个能够准确探测和响应火灾的系统。

 

探测产品和系统 – 如温感和烟感探测器、火警自动报警器和火灾报警盘···等。主要目的是提供早期的火灾预警,其采用消防控制盘与烟感以及/ 或热感传感器或其它装置相连接,以检测火情。控制盘会依序向声音和影像设备发出讯号,将火情通知建筑里的人员;消防控制盘甚可通知现场以外的监测设备或火灾应急调度中心。

 

总而言之,隔断式被动系统建筑结合主动防火以及防火检测产品和系统,可提供一个平衡式的防火系统和隔断式建筑空间。事实证明,将平衡防火设计导入商业、工业和住宅建筑中,可保护建筑结构本身及内部财产,更重要的是可为建筑使用人员提供生命安全保障。

美国建筑规范与标准概述

美国相关的建筑防火规范自发布以来,之所以得以不断完善,主要是透过来自不同产业的专家代表投入意见,包括保险、制造、咨询、建筑业、规范权威机构、测试实验室、大学、设计工程师等各行各业,此举使得规范与标准的维护、技术和安全的推动皆能有重大斩获,因而广受全世界认同,意义重大。事实上,美国规范与标准多半综合纳入指令性和性能的防火要求。基于性能的防火要求会牵涉到预测模型和实际系统/ 产品/设计测试的结合;而指令性要求则会涉及经过评估的具有消防防护或耐火性能的产品、材料或设计组件之使用。如 NFPA 1 第5章 - 基于性能的选择以符合要求,该章节允许有管辖权的主管机关 (AHJ)和规范执行者参考来自被授权人员(即材料顾问、检测机构等)详述消防和生命安全方案与策略的允收数据,包括火灾建模和提出的设计中,如何防火与保护生命安全之模拟计算,以满足AHJ 的要求。

建筑规范指令性要求皆有明确定义,这些可取决于所用的建材类型、建筑高度、建筑面积和场所类型。如《国际建筑规范》第 3 章、第 4 章和第 5 章是根据所用的建材可燃与否,定义场所类型、危害及允许的建筑高度和面积;第 6 章和第 7 章规定以耐火时间划分的耐火等级,并通过详细介绍墙壁、门、结构件、井道等防火防烟要求提出隔断概念。

至于主动防火则在防火规范的诸多章节中被提出,但具体举例来说,NFPA 1第 20 章根据不同的居住使用情况列出最低水喷淋保护的要求,以及一些水喷淋系统安装的例外情况。而耐火等级可根据第 7 章中所述的指令性设计与组件防火要求确定;或耐火性能可借通过指定参考的标准进行测试。其中参考标准可以是《ASTM E 119 建筑结构与材料的防火试验方法》,亦可是《UL263 建筑结构与材料的防火试验标准》,这两套标准几乎是相同的,只是在编辑风格上有所不同,其所述的评估方法皆要求建筑元素(墙壁、门、结构件等)须按要求的时间温度曲线暴露于火中,可接受结果包括:不允许有能让火焰通过的穿孔(防火墙)、将温度保持在低于规定范围(如被保护钢柱上的平均温度为 1000°F)和支持额定负荷(防火层)等 。

认证组织非常重要

在美国,由于监管部门无足够预算建造符合资格的防火测试实验室,以把关检测从各地进口的防火设备,因此制造商在产品进入美国市场前,多半会将必要的测试承包给专业的第三方认证机构代为进行。不过并非所有美国的第三方认证机构都一样完备,有些仅执行产品的测试和认证,有些则会额外投资进行消防研究活动并发展产品标准, UL 即是少数专设研发人员、且与AHJ和消防部门密切合作的机构,以期更能掌握火灾现场发生的问题。

UL的研究成果常被援用来修正产品标准、更新和完善安装规范,并协助消防服务部门发展更先进的防火策略;除研究活动,UL还维护 1,500 多种产品标准,其中有数百个标准为国家级安装规范所引用和采纳。事实上,UL有许多标准是消防产业所公认的防火产品和系统评估标准。

总结

建筑师、消防工程师或顾问发展出符合安装规范的建筑设计,而这些设计均需仰赖于第三方公信机构,为其植入的主动防火、被动防火和检测系统进行评估认证,进而提供符合规范、平衡式的消防安全整体解决方案,才能充分保障人们的居住安全。


 

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