一、美国建筑规范体系概述
在美国,建筑规范体系较为复杂,主要由以下几个层面构成:
1,国际规范(International Codes,I-Codes): 由国际规范委员会(International Code Council,ICC)发布,包括国际建筑规范(IBC)、国际住宅规范(IRC)、国际消防规范(IFC)等。这些规范是示范性规范,各州和地方政府可以选择采纳或修改。
2,州规范: 各州根据自身情况,对I-Codes进行修改或补充,形成本州的建筑规范。加州建筑规范(California Building Code,CBC)和加州消防规范(California Fire Code,CFC)就是基于I-Codes修改而来。
3,地方规范: 一些城市或县会在州规范的基础上制定更严格的地方规范。
二、加州住宅防火标准
加州住宅防火标准主要依据国际住宅规范(IRC)和加州建筑规范(CBC)中的相关章节。其核心目标是保障居住者的生命安全,防止火灾蔓延到相邻建筑。
1,适用范围: 主要针对独栋住宅、联排别墅和小型公寓楼(通常不超过三层)。
2,主要防火要求:
逃生通道: 规定了清晰的逃生路线、出口数量和尺寸要求,确保居住者在火灾发生时能够安全撤离。
烟雾探测器: 强制要求在每个卧室、卧室外面的走廊以及每层楼都安装烟雾探测器,并要求探测器之间互联,一旦一个探测器发出警报,所有探测器都会同时发出警报。
防火间距: 规定了建筑物之间的最小间距,以防止火灾在建筑物之间蔓延。
屋顶材料: 对屋顶材料的防火等级有要求,以防止飞火引燃屋顶。通常要求使用B级或C级防火等级的屋顶材料。
墙体和楼板的防火性能: 对外墙和楼板的防火性能有一定要求,但相对商业建筑和公共建筑较低。
3,材料防火等级的详细解读:
在美国,建筑材料的防火等级主要根据其在标准火灾测试中的表现来评定。最常用的测试标准是 ASTM E84(表面燃烧特性测试),也称为“隧道测试”。该测试模拟了火灾在建筑材料表面蔓延的情况,通过测量火焰蔓延指数(Flame Spread Index,FSI)和烟雾发展指数(Smoke-Developed Index,SDI)来评定材料的防火等级。
根据 ASTM E84 测试结果,材料被分为以下三个等级:
A 级(Class A): 防火性能最高,火焰蔓延指数 (FSI) 为 0-25,烟雾发展指数 (SDI) 不超过 450。这类材料几乎不燃烧,或燃烧非常缓慢,产生的烟雾也较少。
常见 A 级材料示例:混凝土: 是一种无机复合材料,本身不燃,属于 A 级材料。
砖石: 包括砖、石、砌块等,也是不燃材料,属于 A 级。
石膏板(Type X 或其他特殊配方): 普通石膏板通常是 B 级,但经过特殊配方或添加防火添加剂的石膏板可以达到 A 级。
矿棉: 是一种无机纤维材料,具有良好的耐火性能,属于 A 级。
金属(如钢、铝): 金属本身不燃,属于 A 级。但需要注意的是,在高温下金属的强度会下降,因此在结构设计中需要进行防火保护。
一些特殊的防火涂料和防火板: 经过特殊处理或配方的涂料和板材可以达到 A 级。
B 级(Class B): 防火性能良好,火焰蔓延指数 (FSI) 为 26-75,烟雾发展指数 (SDI) 不超过 450。这类材料燃烧速度较慢,产生的烟雾也相对较少。
常见 B 级材料示例:普通石膏板: 未经特殊处理的普通石膏板通常属于 B 级。
经过阻燃处理的木材: 通过化学阻燃剂处理的木材可以达到 B 级,但其防火性能仍然不如 A 级材料。
一些特定的塑料和复合材料: 部分经过阻燃处理的塑料和复合材料可以达到 B 级。
C 级(Class C): 防火性能相对较低,火焰蔓延指数 (FSI) 为 76-200,烟雾发展指数 (SDI) 不超过 450。这类材料燃烧速度较快,产生的烟雾也相对较多。
常见 C 级材料示例:未经处理的木材: 是典型的易燃材料,属于 C 级。
部分塑料和复合材料: 一些未经阻燃处理的塑料和复合材料属于 C 级。
重要说明:
不仅看 FSI,也要看 SDI: 虽然 FSI 是评定防火等级的主要指标,但 SDI 也非常重要。过多的烟雾会严重影响人员疏散和消防救援,因此 SDI 也需要控制在规定范围内。
材料等级与建筑类型: 不同的建筑类型对材料的防火等级有不同的要求。例如,在高层建筑和人员密集的公共建筑中,通常要求使用 A 级材料。而在住宅建筑中,根据不同的部位和用途,可以使用 B 级或 C 级材料。
材料等级与应用部位: 即使是同一种材料,在不同的应用部位,其防火性能也会有所不同。例如,用于外墙的材料需要比用于室内的材料具有更高的防火等级。
测试标准的多样性: 除了 ASTM E84 之外,还有其他一些测试标准用于评定材料的防火性能,例如 NFPA 259(建筑材料的发热量测试)等。
比如盖蒂中心: 大量使用石灰华石、混凝土和钢材,这些都是 A 级材料。其建筑设计和消防系统也达到了非常高的标准,因此在火灾中能够安然无恙。
三、加州学校、商业建筑和博物馆的防火标准
学校、商业建筑和博物馆等公共建筑的防火标准比住宅标准更为严格,主要依据国际建筑规范(IBC)和加州建筑规范(CBC)中的相关章节。其核心目标不仅要保障人员安全撤离,还要最大限度地减少财产损失,并保证建筑结构在火灾后仍能保持一定的稳定性。
适用范围: 涵盖各种类型的公共建筑,包括学校、办公楼、商店、餐厅、博物馆、剧院等。
主要防火要求:
更高的耐火等级: 要求建筑构件(如墙体、楼板、屋顶、梁、柱等)具有更高的耐火极限,即在火灾中能够承受高温的时间更长。通常要求使用具有1小时、2小时甚至更高耐火极限的构件。
更严格的防火分隔: 要求通过防火墙、防火门、防火卷帘等防火构件将建筑划分成更小的防火区域,以最大限度地限制火势蔓延。
更完善的消防系统: 要求配备更完善的消防系统,包括自动喷水灭火系统、火灾自动报警系统、消防栓系统、排烟系统等。
更严格的逃生通道要求: 对逃生通道的宽度、数量、标识等有更严格的要求,以确保大量人员能够安全快速地撤离。
特殊场所的特殊要求: 例如,博物馆需要考虑珍贵藏品的防火保护,通常会采用更高级别的防火措施,如气体灭火系统、恒温恒湿控制系统等。
四、住宅与公共建筑防火标准的区别
五、2025年洛杉矶大火的启示
加州建筑规范体系是一个相对完善的体系,但不同的建筑类型有不同的防火标准。住宅防火标准主要关注人员安全撤离,而公共建筑则更加注重减少财产损失和保证结构稳定性。2025年洛杉矶大火提醒我们,住宅防火标准在应对大规模野火时的局限性。许多采用标准防火措施的住宅在火灾中几乎全部烧毁,而一些采用更高防火标准的建筑,则安然无恙。这警示我们,在野火高发地区,应根据实际情况提高建筑的防火标准。例如:使用不燃或难燃的建筑材料,如钢结构、混凝土等。加强建筑周围的防火隔离带和防御空间建设,提高屋顶和外墙的防火性能,考虑安装家庭用自动喷水灭火系统。
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