【规范规定】
《建筑设计防火规范》(GB 50016—2006)
12.1.3 一类隧道内承重结构体的耐火极限不应低于2.00h;二类不应低于1.50h;三类不应低于2.00h;四类隧道的耐火极限不限。
水底隧道的顶部应设置抗热冲击、耐高温的防火衬砌,其耐火极限应按相应隧道类别确定。
注:1.一、二类隧道内承重结构体的耐火极限应采用RABT标准升温曲线测试,通行机动车的三类隧道的耐火极限应采用HC标准升温曲线测试,并应符合本规范附录A的规定;
2.通行机动车的四类隧道和仅限人行或通行非机动车的三类隧道,其耐火极限试验采用标准升温曲线和判定标准。(www.daowen.com)
【解析】
目前,各国以建筑构件为对象的标准防火试验,均以ISO834的标准时间-温度曲线(纤维质类)为基础,如BS476∶20部分,DIN4102,AS1530及GB9978等。该标准时间-温度曲线以通常的建筑物材料的燃烧率为基础,真实模拟了地面开放空间的火灾发展状况,但这种针对纤维质类火灾的测试曲线对某些建筑工程设计已不适用,如石油化工火灾。
石油、化合物等材料的燃烧率大大高于木材等的燃烧率,因此对于石油化工行业的建筑和材料进行防火试验需要采用更严格的方法,大多采用碳氢化合物(HC)曲线。HC标准时间-温度曲线的特点是:其发展初期带有爆燃-热冲击现象,火灾温度在最初5min之内达到928℃,20min后稳定在1080℃。这种时间-温度曲线真实地模拟了在特定环境或高潜热值燃料燃烧的火灾发展状况,目前在国际石化工业领域已经得到了普遍应用。
近20年来,国际上已经进行了大量的研究来确定可能发生在隧道以及其他地下建筑中的火灾类型,特别是1990年前后欧洲开展的Eureka研究计划。这些研究是分别在废弃的隧道中和实验室条件下进行的。通过这些研究取得的数据结果,发展了一系列不同火灾类型的时间-温度曲线。RABT曲线是德国有关研究机构通过一系列的真实隧道火灾实验研究结果发展而来的。在RABT曲线中,温度在5min之内将快速升高到1200℃,比HC曲线还要快,在1200℃处持续90min,随后的30min内温度快速下降。这种实验曲线比较真实地模拟了隧道火灾的特点:隧道的空间相对封闭、热量难以扩散、火灾初期升温快、有较强的热冲击,随后由于缺氧状态快速降温。另外,还有荷兰交通部与TNO(荷兰应用科学研究院)实验室开发的RWS标准时间-温度曲线等。
试验研究表明,混凝土结构受热后由于产生高压水蒸气而导致表层受压,使混凝土产生爆裂。结构荷载压力和混凝土含水率越高,产生爆裂的可能性也越大。当混凝土的质量含水率超过3%时,实际上将肯定会发生爆裂现象。当充分干燥的混凝土长时间暴露在高温下时,混凝土内各种材料的结合水将会蒸发,从而使混凝土失去结合力产生爆裂,最终会一层一层地穿透整个隧道的混凝土拱顶结构。这种爆裂破坏会产生以下影响:影响人员逃生;使增强钢筋暴露于高温中,产生变形,从而垮塌;对于水底隧道,这种结构性破坏很难进行修复。因此,《建筑设计防火规范》(GB 50016—2005)第12.1.3条对内衬的耐火也做了相应规定。
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