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建筑防火:建立平衡式的建筑防火理念

隨著建筑物的高度不斷地被刷新,摩天大樓的消防設計日益受到人們的重視。在北美,建筑師和設計師們常透過采用主動式及被動式防火相結合的結構和系統,來實現平衡式建筑防火理念,并在后續的施工階段貫徹執行,以保障建筑物的消防安全。尤其是針對高樓層建筑,平衡防火理念是最大程度降低生命和財產損失的解決方案。

在北美,消防規范和產品安全標準詳細規定了施工與測試要求。有了合適的測試設備和設施,制造商即可自行進行測試。不過,美國的監管機構更相信并倚賴由獨立公正的第三方認證機構,來評估測試廠商所制造的產品和系統的可靠性,以及是否符合安全規范。

       防火技術的類型

被動防火、主動防火和檢測系統是工業、商業與民房常見的防火形式,其個別的建置目的如下所述:

被動防火設計與組件 – 如耐火墻和地板、防火門、防火封堵劑、膨脹型防火涂料、防火閘等。主要是以特殊方式安裝來減緩火勢蔓延的建筑系統。合理設計的防火隔間將有助于抑制火災和協助消防部門有時間應對并及時響應。

 

主動防火產品和系統 – 如噴淋頭或滅火系統。主要為可自動感應火災并做出回應,無需人工干預。主動防火系統十分復雜,需要有專業人士的參與,以確定系統組件的正確組合,其也須根據建筑空間、建筑內人員情況和環境等多重分析,以提供一個能夠準確探測和響應火災的系統。

 

探測產品和系統 – 如溫感和煙感探測器、火警自動報警器和火災報警盤?等。主要目的是提供早期的火災預警,其采用消防控制盤與煙感以及/ 或熱感傳感器或其它裝置相連接,以檢測火情??刂票P會依序向聲音和影像設備發出訊號,將火情通知建筑里的人員;消防控制盤甚可通知現場以外的監測設備或火災應急調度中心。

 

總而言之,隔斷式被動系統建筑結合主動防火以及防火檢測產品和系統,可提供一個平衡式的防火系統和隔斷式建筑空間。事實證明,將平衡防火設計導入商業、工業和住宅建筑中,可保護建筑結構本身及內部財產,更重要的是可為建筑使用人員提供生命安全保障。

美國建筑規范與標準概述

美國相關的建筑防火規范自發布以來,之所以得以不斷完善,主要是透過來自不同產業的專家代表投入意見,包括保險、制造、咨詢、建筑業、規范權威機構、測試實驗室、大學、設計工程師等各行各業,此舉使得規范與標準的維護、技術和安全的推動皆能有重大斬獲,因而廣受全世界認同,意義重大。事實上,美國規范與標準多半綜合納入指令性和性能的防火要求?;谛阅艿姆阑鹨髸可娴筋A測模型和實際系統/ 產品/設計測試的結合;而指令性要求則會涉及經過評估的具有消防防護或耐火性能的產品、材料或設計組件之使用。如 NFPA 1 第5章 - 基于性能的選擇以符合要求,該章節允許有管轄權的主管機關 (AHJ)和規范執行者參考來自被授權人員(即材料顧問、檢測機構等)詳述消防和生命安全方案與策略的允收數據,包括火災建模和提出的設計中,如何防火與保護生命安全之模擬計算,以滿足AHJ 的要求。

建筑規范指令性要求皆有明確定義,這些可取決于所用的建材類型、建筑高度、建筑面積和場所類型。如《國際建筑規范》第 3 章、第 4 章和第 5 章是根據所用的建材可燃與否,定義場所類型、危害及允許的建筑高度和面積;第 6 章和第 7 章規定以耐火時間劃分的耐火等級,并通過詳細介紹墻壁、門、結構件、井道等防火防煙要求提出隔斷概念。

至于主動防火則在防火規范的諸多章節中被提出,但具體舉例來說,NFPA 1第 20 章根據不同的居住使用情況列出最低水噴淋保護的要求,以及一些水噴淋系統安裝的例外情況。而耐火等級可根據第 7 章中所述的指令性設計與組件防火要求確定;或耐火性能可借通過指定參考的標準進行測試。其中參考標準可以是《ASTM E 119 建筑結構與材料的防火試驗方法》,亦可是《UL263 建筑結構與材料的防火試驗標準》,這兩套標準幾乎是相同的,只是在編輯風格上有所不同,其所述的評估方法皆要求建筑元素(墻壁、門、結構件等)須按要求的時間溫度曲線暴露于火中,可接受結果包括:不允許有能讓火焰通過的穿孔(防火墻)、將溫度保持在低于規定范圍(如被保護鋼柱上的平均溫度為 1000°F)和支持額定負荷(防火層)等 。

認證組織非常重要

在美國,由于監管部門無足夠預算建造符合資格的防火測試實驗室,以把關檢測從各地進口的防火設備,因此制造商在產品進入美國市場前,多半會將必要的測試承包給專業的第三方認證機構代為進行。不過并非所有美國的第三方認證機構都一樣完備,有些僅執行產品的測試和認證,有些則會額外投資進行消防研究活動并發展產品標準, UL 即是少數專設研發人員、且與AHJ和消防部門密切合作的機構,以期更能掌握火災現場發生的問題。

UL的研究成果常被援用來修正產品標準、更新和完善安裝規范,并協助消防服務部門發展更先進的防火策略;除研究活動,UL還維護 1,500 多種產品標準,其中有數百個標準為國家級安裝規范所引用和采納。事實上,UL有許多標準是消防產業所公認的防火產品和系統評估標準。

總結

建筑師、消防工程師或顧問發展出符合安裝規范的建筑設計,而這些設計均需仰賴于第三方公信機構,為其植入的主動防火、被動防火和檢測系統進行評估認證,進而提供符合規范、平衡式的消防安全整體解決方案,才能充分保障人們的居住安全。


 

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