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想象一下:在一个干燥、刮风的日子里,一场激烈的森林大火突然爆发,在山上和山谷间蔓延,吞噬了树木、汽车和房屋。第二天早上,火焰消失了,滚滚的黑烟被冲进了大海,烧焦的树木和数百个烧焦的地基清晰可见。然而,不知何故,仍有几所房子屹立不倒,在废墟的背景下栩栩如生。
这是1993年10月加州拉古纳海滩大火摧毁近400座房屋后的场景。大火从内陆几英里处开始,以每小时2到4英里的速度冲向大海,吞噬了沿途越来越茂密的植被。通常,大火的过程迫使消防队员们在他们认为最不可能防御的地方站岗:家门口的台阶。火焰经常在50或60英尺的高空沸腾,温度达到2000华氏度或更高。当火势变得如此强烈时,消防队员被迫放弃建筑,在一些情况下,这些建筑在五分钟内就被烧为平地。
现在,一年半多过去了,重建工作已经开始收复被烧焦的加州山丘和光秃秃的山顶,那里曾经有许多房屋,现在只剩下几栋房子。房主、建筑商、建筑师和法规官员在废墟中搜寻线索时,最明显的问题是,当四周的房屋都在大火中消失时,那么几座珍贵的建筑是如何在这样一场大火中幸存下来的?他们学到的是一些经验教训,这些经验教训很可能会进入当地的建筑规范,而且应该有助于减少未来火灾造成的损失.
房屋是由内而外燃烧的
在400华氏度时,窗帘、墙纸和被褥会着火。木钉在450°F左右自燃或热解(钢钉在稍微更高的温度下熔化和变形)。在这一点上,单窗格窗户吹出的热量和环境压力差。火焰和热量的涌入满足内燃,彻底消耗结构。整个房屋的温度可以达到足以削弱和剥落混凝土基础的温度。据拉古纳海滩消防队长Rich DuBerry说,拉古纳海滩的许多房屋都被大火从里到外烧毁了。
极端的热量——有或没有直接火焰——通过通风口进入房屋,危及房屋的外壳和引燃材料;门窗密封不良;以及墙壁、底层地板或阁楼的裂缝。
当这种热量存在时,毁灭只是时间问题。关键问题是还有多少时间?任何暴露在极端温度和火焰下足够长时间的建筑都会燃烧。杜贝瑞·拉古纳的教训很清楚:“把信封密封起来可以换来宝贵的时间。”
为什么有些人在烧焦的破坏中幸存下来?
图布维和多丽丝·本德的家被《洛杉矶时报》称为“奇迹之家”,因为它在几乎被大火摧毁的社区中戏剧性地幸存了下来。为什么这座三层建筑和其他一些类似的建筑幸存了下来,而周围邻居的房子,有时不超过10英尺或15英尺,却被烧成平地?
“这取决于细节,”Bui坚持说。他知道这些细节。他来自越南,作为一名结构工程师在德国生活和工作了10多年。在那里,主要的建筑材料是混凝土、石头、砖和钢。”他说:“在德国,建筑设计可以使用数百年。”他坚持说他的拉古纳别墅并没有被过度建造只是不管最低要求是什么,我都更进一步了。”
例如,外墙是2×6木结构建筑,允许Bui安装R-19箔面绝缘材料(规范要求R-11,牛皮面绝缘材料)。外墙灰泥厚达一英寸(名义厚度为7/8英寸)。通常,公称灰泥厚度为3/4英寸。
水泥涂层保护木结构
为了最大限度地防火,建筑墙壁使用x型石膏墙板覆盖一层厚厚的灰泥水泥,屋顶采用防火瓦,屋檐处有防鸟板,很少或没有悬垂物,没有拱底通风口。
为了防止热量积聚,这座房子的建造没有屋檐,这也消除了拱腹通风口。飞檐由2x12s和2x8s组成,覆盖1英寸。灰泥。A级防火屋面瓦采用金属阻鸟塞封堵。
一半处于的位置。墙板是内墙和天花板的最低要求,Bui选择了5/8英寸。墙板和一小时额定的外门框。
在气候温和的地方,单层窗户可以接受,但我安装了国际窗户公司的双层窗户(310-928-6411;www.intlwindow.com),其中包含绝缘气隙。
该地区流行的牧场风格或村舍风格房屋的屋顶通常有2英尺高(约0.9米)。或3英尺。悬垂物和屋檐下的通风口截留了热量和火焰并引起了火灾。但在他的设计中,他完全消除了屋檐悬垂,并用两倍的面板替换,然后用灰泥覆盖。
通风通常出现在拱腹、屋脊和爬行空间中,位于山墙端墙的中点。Bui在A级水泥瓦屋顶的每一个顶点设置水平眉型屋顶通风口,可快速有效地释放阁楼热量。这是一个关键因素,因为阁楼绝缘层在大约450°F的温度下点火。Bui的房子里没有通风孔。
最小gable-end发泄
Dormer-type屋顶通风
最小的山墙端通风口(左上)和天窗式屋顶通风口(右上)足以使这座太平洋海岸住宅的屋顶通风。完全消除了井底的通风口。减少通风符合该地区的规范,因为更大的关注消防安全。在通风口后面,1/4英寸。安装了铁丝网,以减少煤渣被拉进阁楼空间的风险。
Bui在木甲板表面涂上了连续的防火聚氨酯层和太平洋聚合物公司生产的砂涂层产品。www.pacpoly.com;714-898-0025)。这是一种由三部分组成,用抹刀涂抹的材料,固化厚度约为50毫米,是洛杉矶消防部门的a级防火等级。他安装了排水管道,然后涂上涂料,让排水在几个点通过底层。
木制甲板表面涂上几层防火涂料。所有甲板的下面都涂上了一英寸的灰泥。层的水泥。甲板上的玻璃栏杆进一步防止火灾。
这座拉古纳海滩别墅的业主将所有木制甲板表面的底面涂上了最大厚度约1英寸的灰泥。,几乎消除了任何暴露的木材。
所有外露面板的底面都涂上了与外墙相同厚度的灰泥(上图)。结果是一座几乎没有外露外部木材的房子。
Bui和Bender家周围的所有房子都被烧毁了。本德说,当消防员冲进房子寻找居住者时,屋里的温度“很冷”,只有100华氏度。
另一名幸存者展示了类似的细节
在山坡上的拉古纳海滩社区的对面斜坡上,是约翰和苏珊·帕克斯(John and Susan Parks)的家,大火过后,他们也独自站在一条被烧焦的街道上。约翰·帕克斯设计这所房子是为了抵御森林大火的高温。乍一看,帕克斯的家就像典型的加州灰泥和木框架房子。仔细一看,就会发现许多让Bui的房子边缘防火的细节:下坡裸露的双层玻璃窗,A级防火屋顶,屋檐下的灰泥和暴露的甲板区域,屋檐下的通风口被密封。帕克斯建造了可移动的木制止动器,安装在爬行空间的通风口后面。
“这地方被封得严严实实的,”苏珊·帕克斯说。“在门上、窗户上,任何粉刷过的地方,只要是木头的地方,你看,不仅仅是一件东西,是每一件额外的东西加在一起,拯救了我们的家。”
帕克斯夫妇现在欣赏的另一件事是他们房子三面边界上的带状冰植物。冰植物包括大量的肉质地被植物,如果没有死植物,可以防火。在下坡处,这片冰植物延伸了40英尺甚至更多。当大火风暴向山上的房子肆虐时,火焰遇到了冰植物,烧焦了最初的10英尺左右。强烈的高温使水状的豆荚爆裂成蒸汽云,暂时阻止了火势的蔓延。然后火焰跳过了冰植物和房子的顶部。大火升到五、六层楼高,把煤渣撒向屋顶。水泥瓦屋顶幸存了下来,但周围的树木、树叶和房屋却没有了。
代码官员从幸存的结构中吸取教训
Rich DuBerry并不是唯一一位对这些幸存下来的房子印象深刻的官员。在拉古纳海滩,建筑师和建筑官员召集了一个紧急工作组,讨论可以从毁灭性的火灾中吸取的教训。这个特别小组由拉古纳海滩建筑部门的约翰·古斯塔夫森(John Gustafson)领导,呼吁人们关注在南加州干旱的荒地附近建造房屋的危险,以及建筑商和房主可以采取什么措施来防止未来发生火灾。
该报告借鉴了奇迹房屋的实例,并通过对全州火灾经验的实地观察和分析,总体上建议建造或改造房屋,以承受拉古纳海滩大火规模下长达一小时的火灾条件。
工作小组的建议包括:
- 通风管道不应设在屋顶的屋檐或飞檐,或在甲板的底面或外露的边缘。山墙端部和屋顶上所需的单独通风不得超过144平方英寸。并应覆盖1¼4英寸。网筛。《统一建筑规范》通常要求通风的总面积为阁楼总面积的一百五十分之一,但该规范允许当地建筑官员在确定必要时进行修改,如在气候较温和或干燥的情况下,或在消防安全要求允许的情况下。
- 外墙表面应为混凝土块或砖、水泥灰泥或灰泥(7¼8英寸)。最小厚度)。如果使用木材、乙烯基或纤维外墙,则应直接在标准5¼8-in.上使用。X型石膏墙板,一种掺有化学添加剂和玻璃纤维的石膏芯板,通常用于连接车库和生活区之间的一小时防火墙。
- 所有突出物,如屋顶悬垂物、阳台、甲板、外部楼梯、车棚或天井盖,应在其底部和外露的边缘用水泥灰泥加以保护。或者应该用一堵连续的墙来保护它们,最可能是煤渣砖,围绕着从底面到现有的斜坡的周边;或使用UBC批准的经希克森公司(Hickson Corporation)等阻燃化学品特别处理的阻燃木材(www.dricon.com;404-801-6600)。
- 木甲板和格架构件的最小尺寸应为2×4;最小尺寸为4×6的木梁、地板托梁和楼梯纵梁;并且最小尺寸为6×6。所有此类木材应为UBC批准的阻燃材料或水泥抹面。
- 外部开口的玻璃应是双层玻璃,并能抵抗直接火焰辐射热量的传递。虽然双层玻璃窗没有行业认可的统一防火等级,但具有绝缘气隙功能的窗户在实际防火条件下证明了其价值。该工作组还推荐某些新开发的热反射单面玻璃窗户,这种窗户实际上能将热量反射回热源,同时保持室内凉爽,比如O 'Keefe Inc. (75 Williams Ave., San Francisco, california, 94124-0443;800-227-3305)。窗户是钙硅基浮法玻璃,实验室测试了60分钟的耐火等级。这种玻璃也比普通玻璃坚固。
- A级玻璃纤维或水泥瓦屋顶覆盖物应在所有新建、扩建或维修的指定高危险区域使用。瓦片屋顶的屋檐末端缝隙应使用水泥砂浆或金属阻火板进行防火,这在大多数屋顶供应商店都可以买到。
这些特别工作组的建议将适用于所有被指定在高风险区域的房屋,即所谓的“城市/荒地界面”,这里灌木、树木和草地生长到社区的边缘。
对于房主、建筑商和建筑师来说,现在的问题不是是否要在旧建筑的灰烬上重建,而是如何重建。随着重建开始成形,似乎拉古纳的教训正在寻找他们的方式进入这些重建的材料清单。
古斯塔夫森说,虽然工作组的建议正在朝着这个方向发展,但它们没有成为当地法规的一部分。然而,几乎所有在高危地区建造的房屋都采用了特别工作组推荐的许多或所有防火功能。
约翰·安德伍德是加州洛斯阿拉米托斯的一名改建承包商。
照片:史蒂夫Culpepper;图:鲍勃·拉·波因特