摘要:文章對抗震支吊架在不同標準中的定義的差異進行了說明,介紹了現(xiàn)行規(guī)范對抗震支吊架在應用時的相關(guān)規(guī)定。針對給排水管道、通風及防排煙管道、電線電纜等貫穿設(shè)施中應用的抗震支吊架,結(jié)合安裝應用形式,著重闡述了在實際工程中抗震支吊架耐火性能的必要性。
關(guān)鍵詞:抗震支吊架;耐火性能;貫穿設(shè)施
地震是破壞性極大的自然災害。在建筑給排水、消防、供暖、通風、空調(diào)、燃氣、電力、通信等機電工程設(shè)施中,安裝抗震支吊架可有效減少和避免地震對建筑物內(nèi)機電設(shè)施的損壞。GB50011《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》的2001版就作出規(guī)定:非結(jié)構(gòu)構(gòu)件,包括建筑非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和建筑附屬機電設(shè)備,自身及其結(jié)構(gòu)主體的連接,應進行抗震設(shè)計。GB50981-2014《建筑機電工程抗震設(shè)計規(guī)范》正式發(fā)布后,與抗震支吊架相關(guān)的標準如雨后春筍相繼出現(xiàn)。隨著CECS420-2015《抗震支吊架安裝及驗收規(guī)程》、CJ/T476-2015《建筑機電設(shè)備抗震支吊架通用技術(shù)條件》、GB/T37267-2018《建筑抗震支吊架通用技術(shù)條件》等標準相繼發(fā)布實施,抗震支吊架的應用也越加規(guī)范。
目前抗震支吊架已在國內(nèi)大量應用,現(xiàn)行規(guī)范主要從力學性能和安裝要求上做出相應規(guī)定,對抗震支吊架的耐火性能關(guān)注較少?;馂闹锌拐鹬У跫艿慕饘俨考臋C械性能會發(fā)生衰減,出現(xiàn)變形,甚至破壞垮塌,從而使得一些消防設(shè)施失去作用。因此,抗震支吊架良好的耐火性能是建筑火災安全的重要保障,可有效減少和防止次生災害發(fā)生,從而減少人員傷亡和財產(chǎn)損失。
一、抗震支吊架的定義
GB50981-2014《建筑機電工程抗震設(shè)計規(guī)范》對抗震支吊架的定義為“與建筑結(jié)構(gòu)體牢固連接,以地震力為主要荷載的抗震支撐設(shè)施。由錨固件、加固吊桿、抗震連結(jié)構(gòu)件及抗震斜撐組成?!睒藴蔆J/T476-2015、CECS420-2015均采用此定義??拐鹬У跫芴刂腹苈分У跫芟到y(tǒng)中能夠抵御地震水平破壞力的側(cè)向支撐和縱向支撐。因此抗震支吊架不考慮承重。與抗震支吊架相對的是承重支吊架,或稱為裝配式支吊架。GB/T38053-2019《裝配式支吊架通用技術(shù)要求》對裝配式支吊架的定義為“工廠預制的連接構(gòu)件與槽鋼在工地現(xiàn)場組裝,以重力作用為主要荷載,與建筑結(jié)構(gòu)體牢固連接而成的支吊架?!睆亩x來看,裝配式支吊架主要承載物件的重力,沒有包括斜撐等部件。GB/T37267-2018對抗震支吊架的定義為“由錨固件、加固吊桿、抗震連接構(gòu)件及抗震斜撐組成的與建筑結(jié)構(gòu)體牢固連接的抗震支撐設(shè)施。”刪除了“以地震力為主要荷載的抗震支撐設(shè)施”,即具有抗震功能的支吊架或支吊架系統(tǒng),既可以抵御水平破壞力,也可以承載物件重力。
二、規(guī)范及標準的要求
規(guī)范GB50981-2014要求抗震設(shè)防烈度為6度到9度的建筑機電工程必須進行抗震設(shè)計,管道和設(shè)備與建筑結(jié)構(gòu)的連接,應允許連接件有一定的相對形變。對于建筑結(jié)構(gòu)的連接件應采取措施進行抗震設(shè)防,防排煙風道、事故通風風道,重力大于1.8kN的空調(diào)機組、風機設(shè)備,管徑不小于25mm的燃氣管道,管徑不小于DN65的室內(nèi)給水、熱水以及消防管道,截面面積不小于0.38m2的矩形管道,直徑大于等于0.7m的圓形風管,內(nèi)徑不小于60mm的電氣配管及重力不小于150N/m的電纜梯架、槽盒、母線槽等均應進行抗震設(shè)防。
抗震支吊架主要通過在水平管線上安裝縱向和側(cè)向的斜撐,以達到抗震的功能。規(guī)范根據(jù)管道類別不同,明確了抗震支吊架的縱向和側(cè)向斜撐安裝的最大間距,見表1。
三、抗震支吊架的應用
根據(jù)承載物類別,抗震支吊架主要應用于建筑給排水管道、通風及排煙管道、電線電纜等管線系統(tǒng)中??拐鹬У跫茏鳛楣苈废到y(tǒng)的安裝基礎(chǔ),不但要有足夠的重量承載力,同時也要能有效抵御地震產(chǎn)生的水平破壞力。由于承載物的形態(tài)和重量不同,抗震支吊架在實際應用中具有不同的形式。
(一)給排水管道
建筑給排水管道就像建筑的代謝系統(tǒng),提供水源,排出廢水。人們?nèi)粘I钣盟?、工業(yè)用水、消防供水等管道主要以塑料和金屬管道為主,固定在支吊架上的安裝方式有單管、多管及組合鋪設(shè)方式,單管采用的支吊架一般為單管(桿)抗震支吊架,多管及組合管道采用的支吊架多為門型抗震支吊架。典型的安裝示例如圖1所示。
(二)通風及防排煙管道
建筑的通風系統(tǒng)就像人體自身的呼吸系統(tǒng),送進新風,排除廢氣。人們?yōu)榱嗽黾咏ㄖ?nèi)居住環(huán)境的舒適性,對室內(nèi)溫度和濕度提出更高要求,空調(diào)通風系統(tǒng)已普遍應用。建筑防排煙系統(tǒng)是建筑火災安全的重要保障設(shè)施,在火災中扮演著極其重要的角色。通風及防排煙管道按材質(zhì)和構(gòu)造分有金屬風管、玻鎂風管、保溫風管、保溫復合風管等。不管是空調(diào)通風系統(tǒng)還是防排煙系統(tǒng),通風管道作為空氣或煙氣傳送的主要通道,被大量應用于各種建筑中。通風管道及管道組合件采用的抗震支吊架主要為門型支吊架,典型的安裝示例如圖2所示。
(三)電線電纜
電線電纜是建筑的動脈與神經(jīng)。電力線纜為建筑輸送電能,提供動力;通訊線纜為建筑聯(lián)結(jié)信號、傳輸信息。電力、通訊系統(tǒng)是未來社會智能化、信息化必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施。電力、通訊線纜在應用中通常會用到槽盒、橋架、母線槽等設(shè)施。電纜槽盒、母線槽所采用的抗震支吊架主要為門型支吊架,典型的安裝示例如圖3所示。
四、抗震支吊架耐火性能必要性
建筑給排水管道、通風及排煙管道、電線電纜等設(shè)施都是連續(xù)性的管線系統(tǒng),這些管線系統(tǒng)在建筑中就是貫穿設(shè)施,為了使用安全,雖然建筑中通常設(shè)有豎向管井,但實際應用中難以避免會穿越建筑的樓板、墻體及其他構(gòu)件。建筑中具有防火功能的樓板、墻體及構(gòu)件是建筑火災安全設(shè)計的重要組成部分。建筑中設(shè)定了不同的防火分區(qū)、防煙分區(qū)和防火分隔區(qū),通過防火墻、防火隔墻及防火分隔構(gòu)件等的限制,將可能發(fā)生的建筑火災限制在可控的范圍內(nèi),從而減少火災危害。但是這些管線系統(tǒng)就像一把把利刃可以刺穿防火分隔,如果沒有做好防火保護,管線系統(tǒng)將成為火焰蔓延的媒介和火災傳播的通道,必然給建筑帶來嚴重的火災安全隱患。建筑防火設(shè)計規(guī)范要求一般情況下管線系統(tǒng)應盡量避免穿越防火墻或防火隔墻,當確需穿過時,應做好防火措施,如采用防火封堵材料將墻與貫穿件之間的空隙緊密填充,在貫穿處不能形成縫隙,貫穿件本身應具有一定的防火性能,甚至在火災中能起到一定的防火保護作用。抗震支吊架作為管線系統(tǒng)的安裝基礎(chǔ),它的穩(wěn)固可靠是管路系統(tǒng)發(fā)揮作用的有力保障。
(一)給排水系統(tǒng)是建筑火災安全的重要保障
給排水管道不但是人們?nèi)粘I钣盟?、工業(yè)用水不可或缺的輸送管路,也是消防供水的基礎(chǔ)設(shè)施。消防水管連接著水源、消火栓系統(tǒng)、自動滅火系統(tǒng)等消防設(shè)施,是消防管網(wǎng)重要的組成部分??拐鹬У跫茏鳛橄浪艿闹С谢A(chǔ),在火災中如果率先出現(xiàn)破壞或垮塌,將直接影響消防供水,阻礙消防滅火設(shè)施的正常工作。
(二)防排煙系統(tǒng)是建筑火災防控的重要措施
防排煙系統(tǒng)可分為防煙系統(tǒng)和排煙系統(tǒng)。防煙系統(tǒng)通過機械加壓送風方式可有效阻止火災煙氣進入樓梯間、前室或避難層;排煙系統(tǒng)通過機械排煙或自然排煙方式,將煙氣排至建筑物外?;馂闹胁牧先紵龝a(chǎn)生大量的煙氣和有毒氣體,濃煙會遮擋人的視線,有毒氣體會破壞人體的生理機能,讓人喪失逃生能力。建筑防排煙系統(tǒng)能有效降低煙氣對人體的傷害,控制煙氣和火災的蔓延,降低火災危害。因此除了防排煙管道應滿足基本的耐火性能要求外,作為管道支承的抗震支吊架也應具有良好的耐火性能,否則在火災中抗震支吊架破壞必然會導致管道的破壞或垮塌,這樣不但會導致防排煙系統(tǒng)功能失效,管道還有可能成為煙氣和火災傳播的通道。
(三)電線電纜是建筑火災預防的關(guān)鍵環(huán)節(jié)
電線電纜的引燃是電氣火災的主要原因,電線電纜通常集中成束鋪設(shè),其表面的絕緣層、護套含有大量可燃物,由于自身老化、電氣短路或外部火源等作用下容易被點燃,進而引發(fā)火災。同時,與消防相關(guān)的電線電纜還關(guān)系到火災應急照明與疏散、火災探測與報警、消防聯(lián)動等諸多安全保障功能。因此電線電纜的火災防治較為關(guān)鍵,除了提倡采用阻燃及耐火電纜外,用于鋪設(shè)電線電纜的槽盒也應具有防火保護功能。同樣,用于支承電纜槽盒、母線槽的抗震支吊架如果沒有良好的耐火性能,在火災中失去承載力,勢必造成線路系統(tǒng)的垮塌,從而引發(fā)電線電纜的燃燒和破壞。
五、結(jié)語
抗震支吊架作為機電工程管線及設(shè)備的安裝固定基礎(chǔ),已在我國推行多年,應用越來越廣泛,但在實際工程中還存在諸多爭議,質(zhì)量參差不齊。目前現(xiàn)行規(guī)范對抗震支吊架并沒有提出更多的耐火性能要求。隨著人們安全意識的提高,抗震支吊架的耐火性能將逐漸得到更多社會關(guān)注。抗震支吊架的產(chǎn)品標準GB/T 37267已明確規(guī)定抗震支吊架的耐火性能需達到3h。由于抗震支吊架實際應用中,其材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、用途、承載物等差異較大,抗震支吊架的耐火性能與其實際應用緊密相關(guān),不同工況下的耐火性能現(xiàn)狀究竟如何,還需做進一步的研究。
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基金項目:基礎(chǔ)科研項目,項目編號:T2019880203。
作者簡介:曾緒斌(1978.07—),男,四川省成都市金堂縣人,碩士,應急管理部四川消防研究所副研究員,研究方向:建筑防火、標準與測試技術(shù)。