CN111877538A - 防火建筑结构及其施工工艺 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种防火建筑结构及其施工工艺，涉及建筑施工技术领域，防火建筑结构包括多根立柱和安装于相邻两个立柱之间的墙板，墙体上水平固定有屋面，墙板包括水箱和降温组件以及包覆在水箱外的包覆层；水箱内部设有吸水层，水箱顶壁设有开关控制组件；降温组件包括多个喷水管和与多个喷水管连通的连接管，连接管上设有管接头；立柱上安装有与连接管连通的主管道，主管道连接有外部的供水单元，开关控制组件与供水单元电连接以控制供水单元启闭；施工工艺包括基坑整平并埋设底座和固定立柱，在立柱之间铺设固定墙板形成墙体，然后固定屋面。该申请具有建筑起火时延长建筑结构保持稳定性时间以降低发生坍塌可能性的优点。

Description

防火建筑结构及其施工工艺

技术领域

本申请涉及建筑施工技术领域，尤其是涉及一种防火建筑结构及其施工工艺。

背景技术

随着技术的发展，现在楼房建筑逐渐由传统的钢筋混凝土浇筑结构向装配式建筑发展。装配式建筑是指使用工厂预制的构件在工地现场装配而成的建筑。它采用轻钢结构以及各类轻型材料组合房屋的各个部分。

相关技术参考授权公告号为CN209637303U的中国实用新型专利，其公开了一种装配式双层混合结构物流库房，包括从下至上依次设置的第一层库房、第一夹层机构、第二层库房和第二夹层机构，所述第一层库房包括库房a、库房b和第一坡道，在库房a与库房b之间设有消防疏散通道，第一坡道与库房b之间设有消防通道；所述第二层库房包括库房c、库房d和第二坡道，第一坡道与第二坡道的一端相连，第二坡道的另一端与消防车道一侧相连，消防车道另一侧设有消防回车场；在第一层库房及第一夹层机构中设有多排混凝土支撑柱，在第二层库房及第二夹层机构中设有钢柱。该实用新型能够在有限的占地面积内，实现更高效的物流仓储功能。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有以下缺陷：虽然库房内设置有消防通道，然而当库房起火时，实际上消防车在接到报警后赶到起火现场需要一段时间，混凝土建筑墙体或者混凝土支撑柱在高温下内部的钢筋软化，结构承载能力降低，建筑体存在较大的垮塌可能性，消防车赶到现场通过消防通道进入库房进行灭火时有一定的安全隐患。

发明内容

为了解决装配式建筑在发生火灾时结构承载能力急剧下降的问题，本申请提供一种防火建筑结构及其施工方法，其具有延长建筑墙体耐火结构稳定性时间的优点。

第一方面，本申请提供一种防火建筑结构，采用如下的技术方案：

一种防火建筑结构，包括竖直固定于地基上的多根立柱和安装于相邻两个立柱之间并形成墙体的墙板，墙体上水平固定有屋面，所述墙板包括内部中空的硬质金属水箱和固定于水箱外侧的降温组件以及包覆在水箱外的用于形成墙板表面的包覆层；所述水箱内部设有储水的吸水层，水箱位于墙板拼装后的顶壁设有开关控制组件；所述降温组件包括位于墙板至少一侧的多个喷水管和与多个喷水管连通的连接管，连接管上设有用于连接相邻两块拼接墙板内降温组件的管接头；立柱上安装有与连接管连通的主管道，主管道连接有外部的供水单元，所述开关控制组件与供水单元电连接以控制供水单元启闭。

通过采用上述技术方案，内部中空的金属水箱减轻了整体墙板的用料，具有减重的效果；硬质金属水箱在一定程度上提高了墙板的整体强度。当发生火灾时，热量透过包覆层对水箱进行加热，水箱内部的吸水层中的水分蒸发使得水箱内部空腔的压力增大，触发开关控制组件，开关控制组件启动外部的供水单元，供水单元通过沿着立柱铺设的主管道输水，水经过管接头和连接管后从多个喷水管喷出，喷出的水湿润表面包覆层以降低包覆层的温度，延长了墙板整体受到高温烘烤保持自身结构稳定性的时间，提高整个建筑结构的耐火性能。

优选的，所述水箱位于墙板拼装后的顶壁外侧固设有顶盖，水箱顶壁开设有用于连通水箱内部空腔和顶盖内空腔的泄压孔，所述开关控制组件包括安装于顶盖内壁的按键开关、位于顶盖内并能上下滑动以抵压按键开关的顶板以及盖合在泄压孔上并相对泄压孔滑动以启闭泄压孔通道的盖帽，盖帽与顶板抵接。

通过采用上述技术方案，当水箱内的压力升高，表明外部的环境温度升高。此时盖帽在水箱的气压作用力下被顶起，盖帽对顶盖施加推力使得顶盖向上移动并挤压按键开关，按键开关被按压启动外部的供水单元工作。顶盖将开关控制组件罩住，制作墙板过程中防止包覆层的材料进入影响按键开关的正常运作，使得整体性能安全可靠。

优选的，所述顶板与顶盖内壁之间连接有弹性复位件，弹性复位件对顶板施加向泄压孔移动的力。

通过采用上述技术方案，弹性复位件对顶板施加向泄压孔移动的力，顶板必须受到来自盖帽足够大的推力才能抵压按键开关，有效防止按键开关被误触。当降温组件对墙板降温后，水箱内的压力减小，顶板能够在弹性复位件的作用下推动盖帽复位。

优选的，所述水箱外壁固设有多个导热片，导热片延伸至距离包覆层表面0-20mm。

通过采用上述技术方案，一方面导热片增加了包覆层与水箱之间的连接强度，另一方面包覆层受热后热量能够通过导热片及时地传递到水箱中，有利于降温组件的及时启动作用。

优选的，所述墙板内设有固定于水箱外部周围的钢筋笼，所述钢筋笼外包覆有隔热层，隔热层开设有供导热片穿过的裂口。

通过采用上述技术方案，钢筋笼进一步增加了包覆层与水箱之间的连接强度，同时对水箱侧壁进行加固，增加了水箱的抗变形能力。导热片穿过隔热层的裂口，隔热层能够减小热量对钢筋笼的直接烘烤，保持钢筋笼的强度稳定，同时导热片依然能够及时将外部的热量传递到水箱。此外，隔热层还能在一层程度阻挡喷水管喷出的水向钢筋笼内侧渗透，减少对钢筋笼锈蚀的影响。

优选的，所述墙板用于拼接的相对两侧沿拼接高度方向设有通长的连接槽，相邻两块墙板通过插接于连接槽的连接柱固定，连接柱的长度短于连接槽的长度，管接头位于连接槽远离连接柱的一端。

通过采用上述技术方案，相邻两块墙板拼接后，连接槽中有足够空间用于容纳管接头，便于供水在多个墙板之间传输。

优选的，所述墙板靠近开关控制组件一端的端面一体设有至少一个定位柱，墙板位于定位柱所在端面的对面设有与定位柱配合的定位孔，定位柱与定位孔一一对应。

通过采用上述技术方案，上下两层墙板铺设时，上层的墙板定位孔可以与下层的墙板的定位柱对齐，便于墙体的拼接整齐。

第二方面，本申请提供一种防火建筑结构的施工工艺，采用如下的技术方案：

一种防火建筑结构的施工工艺，包括以下步骤：

S1：在地面上开挖基坑并整平，然后固定埋设底座，在用于形成同一侧墙体的底座两端竖直固定立柱，立柱内铺设主管道和导线；

S2：将预制的墙板依次下压插接固定到底座上形成位于相邻两个立柱的第一层墙板，把相邻两块墙板之间的管接头连通，把位于墙体边缘的墙板上的管接头与立柱的主管道连通；把开关控制组件的接线端与导线电连接，导线另一端与供水单元电连接；

S3：重复步骤（2）铺设剩余墙体的第一层墙板，并在第一层墙板上方依次铺设第二层墙板、第三层墙板……直至所有墙体拼装完成，然后固定安装屋面。

优选的，位于同一面墙体的同一层墙板中的多个开关控制组件与立柱内的导线并联连接。

通过采用上述技术方案，建造的装配式建筑具有良好的耐火性，并且墙体局部受到烘烤时，对应层的降温组件工作，更加高效节水。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.当发生火灾时，热量透过包覆层对水箱进行加热，水箱内部的吸水层中的水分蒸发使得水箱内部空腔的压力增大，触发开关控制组件，开关控制组件启动外部的供水单元，供水单元通过沿着立柱铺设的主管道输水，水经过管接头和连接管后从多个喷水管喷出，喷出的水湿润表面包覆层以降低包覆层的温度，延长了墙板整体受到高温烘烤保持自身结构稳定性的时间，提高整个建筑结构的耐火性能；

2.隔热层有效阻挡热量对墙板内部的钢筋笼进行加热，延长了墙板在高温下的整体耐热结构稳定时间，有利于整个建筑结构的稳定性；

3.墙体局部受到高温烘烤时即可触发降温组件工作，有效避免了火势扩散后对其他部位建筑结构的影响。

附图说明

图1为本申请实施例的整体结构示意图；

图2为显示墙板与地面安装结构在图1中A-A向的剖视图；

图3为显示墙板与立柱连接结构的示意图；

图4为显示墙板内部结构在图3中B-B面的剖视图；

图5为显示墙板去掉表面混凝土后内部结构的整体示意图；

图6为显示墙板内部结构在图3中C-C面的剖视图；

图7为显示墙板内部触发开关组件的结构在图6中D部的放大图。

附图标记说明：1、地基；11、底座；111、锚固筋；2、立柱；21、接线孔；22、导线；23、导向柱；3、墙板；31、包覆层；311、定位柱；312、定位孔；313、连接槽；32、水箱；321、空腔；322、吸水层；323、泄压孔；33、钢筋笼；34、导热片；35、盖帽；36、顶板；37、弹性件；38、顶盖；39、按键开关；4、屋面；5、连接柱；6、降温组件；61、连接管；611、管接头；62、喷水管；7、隔热层。

具体实施方式

以下结合附图1-7对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种防火建筑结构。参考图1和图2，防火建筑结构包括竖直固定于地基1上的多根立柱2和安装于相邻两个立柱2之间并形成墙体的墙板3，墙体上水平固定有屋面4。

参考图2，地基1的上平面预埋固定有围成矩形框结构的底座11，底座11可以为槽钢，为了提高底座11与地基1之间的连接强度，底座11的外壁固定有凸起的锚固筋111。

参考图3和图4，立柱2整体呈方管结构，立柱2的一端封闭，立柱2的封闭端与底座11通过螺栓固定。立柱2的敞口端侧壁开设有接线孔21，立柱2侧壁固定有穿过接线孔21的导线22，导线22的底端用于连接外部水泵。立柱2的相邻两侧外壁沿立柱2长度方向固定有圆柱状的导向柱23。

参考图3和图4，墙板3整体为矩形板，墙板3的一对平行的侧壁沿棱边长度方向开设有连接槽313，连接槽313包括截面呈矩形的开口和截面呈圆形的通孔，开口沿着通孔母线方向设置并与通孔连通。连接槽313与导向柱23的轮廓相配合，使得墙板3与立柱2能够通过连接槽313与导向柱23配合卡固。

相邻两个墙板3之间通过连接柱5连接固定，连接柱5的截面与对称设置的两个连接槽313构成的轮廓相同，使得将连接柱5插接到其中一块墙板3的连接槽313后，另一块墙板3能够利用连接槽313与连接柱5配合导向与上一块墙板3拼接。

参考图4和图5，墙板3包括位于内部的水箱32和由内至外依次固定安装在水箱32外部的钢筋笼33、包覆层31，包覆层31为混凝土层。水箱32为钢板焊接而成的长方体结构，具有较高的强度和承压能力。水箱32的外表面垂直固定有多个导热片34，导热片34可以为铜片或者钢片，具有较好的导热性，此处导热片34为与水箱32材质相同的钢片，导热片34与水箱32焊接固定，相同材质能够减小焊接部位在后期使用时产生电化学腐蚀的速率。多个导热片34并排设置，导热片34远离水箱32的一端伸入到包覆层31中，导热片34距离包覆层31的外表面可以为0-20mm，一方面导热片34增加了包覆层31与水箱32之间的连接强度，另一方面包覆层31受热后热量能够通过导热片34及时地传递到水箱32中。

水箱32内部中空形成空腔321，水箱32的内壁贴合设有吸水层322，吸水层322为硅胶层或海绵层，吸水层322与水箱32之间粘接固定，吸水层322中饱和吸附有水。当导热片34将热量传递到水箱32侧壁后，水箱32的侧壁温度升高并使得吸水层322中的水挥发，水箱32内部空腔321的气压增加。

钢筋笼33整体呈长方体骨架结构，钢筋笼33包覆在水箱32外部并与水箱32焊接固定，在一定程度上限制水箱32的鼓胀，增加水箱32的刚性。

参考图6和图7，水箱32竖直放置时的顶部安装有泄压孔323，泄压孔323为圆管并凸出于水箱32顶面。泄压孔323上盖合有能够相对泄压孔323上下滑动的盖帽35。

水箱32竖直放置时的顶部安装有内部中空、底部敞口的长方体状的顶盖38，顶盖38内安装有靠近或远离敞口滑动的顶板36，顶板36与顶盖38的内壁轮廓相适应。顶板36与顶盖38上敞口相对的一面之间连接有弹性件37，弹性件37此处选用弹簧，弹簧的一端与顶板36焊接固定，弹簧的另一端与顶盖38抵接。顶盖38的顶壁内侧安装有按键开关39，按键开关39上连接的电线预埋入顶部的包覆层31内并露出接线端，每一层墙板3拼装完成后，同一层墙板3上的接线端用导线并联连接，最后统一与立柱2上的导线22电性连接。

参考图5和图7，墙板3竖直放置时，钢筋笼33顶部且远离水箱32的一侧固定安装有降温组件6，降温组件6包括与钢筋笼33焊接固定的连接管61和喷水管62，连接管61环绕钢筋笼33周向设置，连接管61上焊接有与连接管61连通的管接头611，管接头611伸出至墙板3侧面的连接槽313，连接柱5的长度短于连接槽313的长度，以便预留出空间能够通过柔性管接头将相邻两块墙板3的管接头611连通。喷水管62有多个并均匀分布在连接管61上，喷水管62的出水端为花洒喷头，预制时喷水管62的出水端包覆一层0.01mm厚的塑料膜，防止喷水管62出水端堵塞。连接管61连接外部的主管道，主管道沿着立柱2内部铺设，主管道连接外部的水泵。立柱2上的导线与水泵电性连接。

当水箱32内的压力升高，表明外部的环境温度升高。此时盖帽35在水箱32的气压作用力下被顶起，盖帽35对顶板36施加推力克服弹性件37的阻力，使得顶板36向上移动并挤压按键开关39，按键开关39被按压启动外部的水泵工作。水泵工作向主管道中输入高压水，高压水通过位于不同层墙板3上的连接管61进行分流，高压水冲破喷水管62出水端的塑料膜使得墙板3表层的混凝土包覆层31湿润。包覆层31上的水在外部烘烤下挥发降低墙板3表层的温度，对墙板3起到保护作用，延长墙板3保持高结构强度的时间。

为了避免墙板3内钢筋笼33受到外部高温影响而软化，在钢筋笼33外部包覆有一层隔热层7，隔热层7此处选用气凝胶毡，隔热层7上开设有用于导热片34穿过的裂口。这样一方面导热片34能够将墙板3受火面一侧的热量传递到水箱32，钢筋笼33温度仍然上升缓慢以保持原有的高强度；另一方面隔热层7还能在一层程度阻挡喷水管62喷出的水向钢筋笼33内侧渗透，减少对钢筋笼33处钢筋混凝土结构的影响。

参考图6和图7，墙板3竖直放置时的顶部设有定位柱311，定位柱311与包覆层31一体浇筑而成。相应的在墙板3的底部设有用于与定位柱311配合插接的定位孔312，上下两层墙板3通过定位柱311与定位孔312配合固定位置。墙板3的顶面可以预设线槽，用于铺设导线。

屋面4可以为彩钢板拼接而成，彩钢板之间以及彩钢板与墙体之间可以通过螺钉固定。

为了使得降温组件6工作更高效准确，每面墙体上的每层墙板3对应设置一个主管道和水泵，同时该面墙体的这一层墙板3的按键开关39通过导线电性连接到这个水泵上。这样，当局部发生火灾时，靠近火灾处的墙板3温度升高，对应墙板3所在层的水泵工作并局部进行降温。

本申请实施例一种防火建筑结构的施工工艺如下：

（1）在地面上开挖基坑并整平，然后根据设计图埋设槽钢，浇筑混凝土后使得槽钢固定形成底座11；在用于形成同一侧墙体的底座11两端竖直固定立柱2。

（2）将预制的墙板3的一侧连接槽313中插入连接柱5，使得墙板3未插接连接柱5的一面贴合立柱2放置，使得墙板3侧面的连接槽313与立柱2侧面的导向柱23插接，墙板3的底部插入固定到底座11中；在固定第一块墙板3后，先将连接柱5插入到第二块墙板3的一侧，然后再将第二块墙板3未插入连接柱5的一面与第一块墙板3对齐拼接，使得相邻两块墙板3通过连接柱5与连接槽313配合固定；相邻两个立柱2之间的墙体拼接重复上述过程直至剩余最后一块墙板3，最后一块墙板3不预先插接连接柱5，该块墙板3一侧的连接槽313与立柱2的导向柱23对齐，另一侧的连接槽313与相邻一块墙板3上的连接柱5对齐，然后下压插接固定到底座11上。

（3）在相邻两块墙板3之间的管接头611使用柔性接头螺纹连接，柔性接头容纳于两块墙板3之间的连接槽313内。将与立柱2贴合的墙板3上的管接头611与立柱2上的主管道通过柔性接头螺纹连接。

（4）利用导线将第一层墙板3顶端的接线端与立柱2上的导线22并联，立柱2上的导线22另一端连接该层墙板3对应的水泵。

（5）重复步骤（2）-（4）直至所有墙体拼装完成，然后将彩钢板铺设固定于结构体顶部形成屋面4。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种防火建筑结构，包括竖直固定于地基(1)上的多根立柱(2)和安装于相邻两个立柱(2)之间并形成墙体的墙板(3)，墙体上水平固定有屋面(4)，其特征在于：所述墙板(3)包括内部中空的硬质金属水箱(32)和固定于水箱(32)外侧的降温组件(6)以及包覆在水箱(32)外的用于形成墙板(3)表面的包覆层(31)；所述水箱(32)内部设有储水的吸水层(322)，水箱(32)位于墙板(3)拼装后的顶壁设有开关控制组件；所述降温组件(6)包括位于墙板(3)至少一侧的多个喷水管(62)和与多个喷水管(62)连通的连接管(61)，连接管(61)上设有用于连接相邻两块拼接墙板(3)内降温组件(6)的管接头(611)；立柱(2)上安装有与连接管(61)连通的主管道，主管道连接有外部的供水单元，所述开关控制组件与供水单元电连接以控制供水单元启闭。

2.根据权利要求1所述的防火建筑结构，其特征在于：所述水箱(32)位于墙板(3)拼装后的顶壁外侧固设有顶盖(38)，水箱(32)顶壁开设有用于连通水箱(32)内部空腔(321)和顶盖(38)内的空腔的泄压孔(323)，所述开关控制组件包括安装于顶盖(38)内壁的按键开关(39)、位于顶盖(38)内并能上下滑动以抵压按键开关(39)的顶板(36)以及盖合在泄压孔(323)上并相对泄压孔(323)滑动以启闭泄压孔(323)通道的盖帽(35)，盖帽(35)与顶板(36)抵接。

3.根据权利要求2所述的防火建筑结构，其特征在于：所述顶板(36)与顶盖(38)内壁之间连接有弹性复位件，弹性复位件对顶板(36)施加向泄压孔(323)移动的力。

4.根据权利要求1所述的防火建筑结构，其特征在于：所述水箱(32)外壁固设有多个导热片(34)，导热片(34)延伸至距离包覆层(31)表面0-20mm。

5.根据权利要求4所述的防火建筑结构，其特征在于：所述墙板(3)内设有固定于水箱(32)外部周围的钢筋笼(33)，所述钢筋笼(33)外包覆有隔热层(7)，隔热层(7)开设有供导热片(34)穿过的裂口。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的防火建筑结构，其特征在于：所述墙板(3)用于拼接的相对两侧沿拼接高度方向设有通长的连接槽(313)，相邻两块墙板(3)通过插接于连接槽(313)的连接柱(5)固定，连接柱(5)的长度短于连接槽(313)的长度，管接头(611)位于连接槽(313)远离连接柱(5)的一端。

7.根据权利要求1所述的防火建筑结构，其特征在于：所述墙板(3)靠近开关控制组件一端的端面一体设有至少一个定位柱(311)，墙板(3)位于定位柱(311)所在端面的对面设有与定位柱(311)配合的定位孔(312)，定位柱(311)与定位孔(312)一一对应。

8.一种权利要求1-7任一所述的防火建筑结构的施工工艺，其特征在于：包括以下步骤：

S1：在地面上开挖基坑并整平，然后固定埋设底座(11)，在用于形成同一侧墙体的底座(11)两端竖直固定立柱(2)，立柱(2)内铺设主管道和导线(22)；

S2：将预制的墙板(3)依次下压插接固定到底座(11)上形成位于相邻两个立柱(2)的第一层墙板(3)，把相邻两块墙板(3)之间的管接头(611)连通，把位于墙体边缘的墙板(3)上的管接头(611)与立柱(2)的主管道连通；把开关控制组件的接线端与导线(22)电连接，导线(22)另一端与供水单元电连接；

S3：重复步骤（2）铺设剩余墙体的第一层墙板(3)，并在第一层墙板(3)上方依次铺设第二层墙板(3)、第三层墙板(3)……直至所有墙体拼装完成，然后固定安装屋面(4)。

9.根据权利要求8所述的防火建筑结构的施工工艺，其特征在于：位于同一面墙体的同一层墙板(3)中的多个开关控制组件与立柱(2)内的导线(22)并联连接。

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