国家速滑馆帘布式防火分隔施工技术应用

1　工程概况

国家速滑馆是2022年北京冬季奥运会北京赛区唯一的新建竞赛场馆，奥运会期间承担速度滑冰项目比赛和训练，赛后成为可举办冰壶、冰球、速滑等国际赛事以及大众冰上活动的多功能场馆，场馆总建筑面积为126000m ² ，主场馆为地下2层，地上3层，主场馆地面面积约8万m ² ，东西车库地下2层，地面面积约4.6万m ² 。

体育馆整体为正椭圆平面布局。建筑中心布置ISU标准400m速滑赛道比赛场地，围绕比赛场地设置观众座席看台，形成比赛大厅，由于室内冰上体育建筑的特殊功能需求，比赛大厅需要封闭；各层看台外圈设置观众集散大厅。地下2层，围绕比赛场地设置运动员区、赛事管理区、新闻媒体区、场馆运营区、设备用房等功能用房以及地下车库。地下部分在主体投影以外设置下沉庭院。

2　工艺特点

2.1　理论基础及现状

（1）帘布式防火分隔。本工程是将0.22mm玻璃纤维布+2mm防火布+13mm防火毯+0.22mm防辐射布组合成总厚度为15.44mm、耐火极限不小于1.5h的防火体系。

（2）帘布式防火分隔研究现状。目前建筑防火施工技术中多采用二次结构墙、轻钢龙骨防火墙等硬质防火隔离。防火帘布常以防火卷帘门的形式出现在防火分隔等构造中。杨志青等等对船舶防火分隔使用防火卷帘进行了相关描述。

2.2　工程防火分隔概况

本工程比赛场地与观众集散大厅按照防火分区要求自上部环桁架至下部观众看台采取不同作法进行防火分隔。

防火分隔面积约13000m ² 。防火分隔依附在钢环桁架底部，沿马鞍形环桁架内外两侧分布，随环桁架呈双曲面造型，各区域高低、形状不同，最高施工点距离现场地平面约32m，分布在内侧防火分隔东西两侧。根据施工界面划分，施工区域主要是环桁架内外侧下部至混凝土环梁等部位。 具体情况如图1、图2所示。

图1　防火分隔部位三维示意

图2　防火分隔剖面示意

比赛大厅与观众大厅之间在环桁架内设置防火分隔，环桁架部位原作法为耐火极限不小于1.5h的轻质防火隔墙[9mm 纤维增强硅酸盐板＋75龙骨（含75 岩棉，容重100?kg/m ³ ）＋9mm纤维增强硅酸盐板），由于环桁架呈双曲线，跨度和倾斜角度较大（倾斜角度为22°~52°，最大跨度为7m]，最大高度为32m，且同时存在马道、爬梯、检修通道等部位，均需防火分隔处理，机电、膜结构等相关专业大量管线及支吊架等设施需穿越防火分隔等情况，施工难度较大，经与各相关方协商，为满足防火功能、降低施工难度，在保证满足原设计耐火极限1.5h的基础上，对环桁架下部防火分隔作法进行优化，改用无机防火布轻质防火材料及相关防火构造代替原设计防火分隔。

2.3　帘布式防火分隔构建

考虑到环桁架部位穿越防火分隔管线较多，而且各个部位的弧度、标高均不相同，绝大多数作业是在高空作业，类似隔墙的施工在裁板及弧形下拼板的过程中极为困难。为了简化施工过程，在满足设计要求的耐火极限下，将环桁架内侧和外侧的轻质防火隔墙调整为防火帘布的构造作法。

2.4　施工图深化

（1）现场准备。选取有设计资质、有类似项目施工经验的设计厂家。安排专门设计师到现场勘测，并安排测量人员对施工部位进行尺寸复测。结合原环桁架施工图纸，对所要施工的区域进行建模。

（2）构造作法深化。防火分隔由80mm×80mm× 3.5mm镀锌方钢（配套布置间距为1200mm的 L 30角钢龙骨）与总厚度为15.44mm的防火帘布（0.22mm玻璃纤维布+2mm防火布+13mm防火毯+0.22防辐射布）组成耐火极限不小于1.5h的防火体系，最大跨度约为7m。防火布宽度为1200~2400mm，防火布搭接部位采用专用夹板固定。其特点是自重轻、方便施工且对于异形结构防火分隔实施更加灵活。防火帘布式防火分隔具体作法构造如图3~图6所示。

图3　整体结构示意

图4　A部分局部放大示意

图5　夹板组件示意

图6　固定组件示意

埋件部位：龙骨与埋件进行现场焊接（图7），单面双向角焊缝，焊角高度6mm，三级焊缝，龙骨与埋件之间的焊缝总长度不小于120mm。钢构件表面除锈后用2道红丹打底，构件的耐火极限应不小于1.5h。

图7　龙骨固定示意

管线穿越防火帘布施工：采用50mm角钢防火管箍压在机电管线的防火密封圈上，两侧用 4mm×30mm拉铆钉固定，间距不大于150mm。

管线穿越防火帘布施工：采用50mm角钢防火管箍压在机电管线的防火密封圈上，两侧用 4mm×30mm拉铆钉固定，间距不大于150mm。

（3）特殊部位处理。马道钢爬梯穿越防火分隔部位相对复杂，既要保证防火分隔密闭，又要保证通行，本工程共有12处类似部位，主要采取对爬梯部位进行管状包裹，形成通行管道，两端设置防火门，与防火分隔内部相互独立隔开，不影响整体防火分区闭合。

3　建筑防火静压箱技术综合评价

3.1　技术性能分析

现场防火帘布施工完成后，顺利通过验收。防火帘布在拼缝、穿越管线、爬梯等处固定紧密，防火封堵严密，均能满足1.5h的耐火极限，且能完全满足设计对防火的要求。

3.2　综合分析

（1）材料运输对比。相对于防火帘布，防火隔墙施工需要75系列轻钢龙骨，且纤维硅酸盐盖板尺寸较大，运输不便，而防火帘布施工主要运输材料为防火帘布，以卷为规格，在相同的运输方式下，防火帘布材料运输较为方便。

（2）施工优势。防火帘布与轻质隔墙相比作法相对简单，施工灵活，剪裁方便，满足异形部位施工，极大地降低了在管线穿越处及异形处防火分隔的施工难度。施工同样面积数帘布式防火分隔比防火隔断墙速度提高40%。

（3）经济效益。防火分隔由龙骨加防火板的轻质隔墙改为龙骨加防火布，降低造价847万元，具有较高的经济效益。

4　结束语

如今，大型建筑越来越多，许多大型体育场馆、商场管线综合越来越复杂。传统的刚性防火分隔材料面对复杂的空间，无论是从施工过程，还是施工质量方面，都显得非常吃力，需要新材料、新技术来取代。

本研究主要研究了体育场馆比赛大厅与观众大厅的防火分隔，从材料选用、图纸深化确认、传统防火分隔与帘布式防火分隔对比。所得结果检验了帘布式防火分隔在施工过程中各方面的优势，可为大型体育场馆、商场的防火分隔设计施工提供借鉴。