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防火玻璃在高层建筑幕墙中应用的思考
作者:行政部  更新:2015-01-07 09:41  关注:312

    上言:北京央视“2·9”重大火灾和上海“11·15”特大火灾发生下,建筑外墙玻璃防火安全小case引起祖国各界的普遍关注。为防止类似悲剧再度上演,国内一些专家纷纷提出在建筑中推广应用防火玻璃。
  2011年2月3日,沈阳皇朝万鑫火灾A塔楼和B塔楼由于外墙玻璃分别选用防火玻璃和普通玻璃,火灾中火势蔓延和灾下损失都存在巨大异议,火灾事实充溢说明在高层建筑中推广应用防火玻璃对于防灾减灾具有积极的意义。  
  防火玻璃是一种在规定的耐火试验中能够保持其完整性和隔热性的特种玻璃,防火玻璃在平常状态下具有象普通玻璃一样的光学性能和力学性能,在火灾环境下还能减缓热量传播、阻缓烟气和火势蔓延,较小限度地降低火灾损失。在一些有特殊要旨的要紧场合,防火玻璃发挥着举足轻重的感化。
  1防火玻璃的类型及耐火性能  
  防火玻璃经过十几年的发展,生产手工制作以及产品性能尤其是耐火性能发生了很大改动。在建筑消防安全中发挥的感化也越来越大。建筑用防火玻璃按生产手工制作和结构组成不同分为夹层防火玻璃、夹丝防火玻璃和单片防火玻璃。  
  1.1夹层防火玻璃  
  夹层防火玻璃是由两层或两层如该玻璃片材经防火胶粘剂复合而成,或由一层玻璃片材与有机耐火隔热质料复合而成,或在两片或两片如该的单层玻璃的四周先用边框条密封好,然下由灌注口灌入防火胶复合而成的,并满足相应耐火性能要旨的特种玻璃。在室温下和火灾发生初期,夹层防火玻璃和普通平板玻璃一样具有透光性能和点缀性能,发生火灾下,随着火势的蔓延扩大,火灾温度升高,夹层防火玻璃防火夹层受热膨胀发泡,形成很厚的防火隔热层,起到防火隔热和防火分隔感化。但夹层防火玻璃在生产中会产生微小的气泡,在紫外线照射及火焰 摄氏感化下很快变成乳白色,失去了玻璃通透这个基本功能,影响其在建筑幕墙构造中的推广应用  
  1.2夹丝防火玻璃  
  夹丝防火玻璃是在两层玻璃中点的有机胶片或无机浆体夹层中夹入金属丝网构成的复合体。丝网加入下不单提高防火玻璃的整体抗冲击强度,而且能与电加热和安全报警系统相连接,起到多种功能的感化,但夹丝防火玻璃内部的金属网丝影响了防火玻璃的透光率和视觉成果。无法实现玻璃幕墙应达到的建筑物和周围环境情景交融、建筑立面流光溢彩的美感要旨。  
  1.3单片防火玻璃  
  单片防火玻璃是在一定耐火时限内具有耐火完整性、能够有效阻隔火焰及烟雾蔓延但不具备隔温绝热功效的单层透明特种玻璃,是国内目上才引进的防火玻璃生产 技术实现 。  
  单片防火玻璃中的单片铯钾高强防火玻璃是对单片的普通浮法平板玻璃通过特殊的物理化学处理,在 摄氏高压状态下进行20多钟点离子交换替换玻璃表面的金属钠,经再生产制成的高强度高耐火、能抵抗强度的快速改动和热浪冲击的特种安全玻璃。单片铯钾高强防火玻璃的强度是普通玻璃的6~12倍,是钢化玻璃的1.5~3倍。单片铯钾高强防火玻璃通过国家防火建筑质料质料监督检验主题的检测,其防火性能达到并超过GB15763.1—2001《建筑用安全玻璃防火玻璃》所规定的C类I级的要旨,在1000℃火焰冲击下能保持96~183分钟不炸裂,易于 有效地阻止火焰与烟雾蔓延,有利于第一时间发现火情,使人们有足够时间撤离现场,并为救灾work争取时间。单片铯钾高强防火玻璃由于表面的内应力成果,当玻璃破碎时碎块呈现微小钝形颗粒状态减少对人体遭成伤害。单片铯钾高强防火玻璃与夹层防火玻璃、夹丝防火玻璃相比,除了高强度高耐火性能之外,较小的特点是高透光性和耐候性。在紫外线及火焰 摄氏感化下不会生成乳化变白隔热层,依然保持通透功能。由于单片铯钾防火玻璃高强度、高耐火性、高通透性和优秀的耐候性,可广泛应用于高层建筑外幕墙代替上卫幕墙玻璃,提高建筑玻璃幕墙的消防安全水平。  
  2推广防火玻璃幕墙 
  在国外发达国家和区域,防火玻璃幕墙的应用已有较长的历史,在国内,由于受防火玻璃 技术实现 的限制,防火玻璃主要用在防火窗、防火门及一些内部防火分隔中,在玻璃幕墙构造中推广应用防火玻璃工程不多。但目上来,全国各地大中都市先下出现了争相建造超高建筑热。这一发展消息 已引起建造主管部门对高层建筑在防火玻璃使用关键的高度重视。 
  北京央视“2·9”重大火灾和上海“11·15”特大火灾发生下,建筑外墙玻璃防火安全小case引起祖国各界的普遍关注。为防止类似悲剧再度上演,国内一些专家纷纷提出,在建筑中推广应用防火玻璃和防火玻璃幕墙代替普通玻璃幕墙。 
  普通幕墙玻璃均不耐火,普通浮法玻璃遇火破裂损坏时间仅为1分钟,钢化玻璃仅为5分钟,而在由框架、密封胶条、玻璃共同组成的幕墙构造体系中,玻璃在250℃左右即会炸裂,当幕墙玻璃炸裂掉落下,火焰可从幕墙外侧窜到上层墙面烧裂上层玻璃幕墙下,窜入上层房间内部。而且垂直幕墙与水平楼板之间往往存在缝隙,如果未经处理或处理不合理,火灾初起时,浓烟、 摄氏和火焰会通过该缝隙向上层蔓延扩散。
1988年美国洛杉矶第一洲际银行大楼起火下,由于幕墙玻璃很快炸裂,火焰沿外墙上卷延烧,遭成十分惨重的损失。1994年1月30日,上海沪西底蕴宫二楼火灾,由于外墙面玻璃幕墙无防火处理,火灾10~15分钟下幕墙框架构件熔化掉落,玻璃炸裂,整个建筑全部受灾。2011年2月3日,沈阳市标志性建筑沈阳皇朝万鑫高等级餐厅饭馆由于燃放烟花爆竹引燃塑料草坪和可燃胶条引发了一起震惊全国的大火,B塔楼使用的是普通外窗玻璃,火灾蔓延B塔楼的保温质料完全燃烧殆尽,外窗玻璃险些完全破裂掉落,B塔楼内部完全被烧毁。A塔楼选用了单片铯钾高强防火玻璃,火灾蔓延A塔楼的保温质料完全燃烧殆尽,但外窗玻璃完好无损,A塔楼内部没有受到火灾影响,依然富贵华丽,依然正常营业。

   其火灾环境对比见表1。

    通过对比归纳可以认为,A塔楼使用的防火玻璃有效的阻止了外保温层的火灾烟雾向建筑内部的蔓延渗透,而B塔楼使用的普通玻璃破裂形成火灾蔓延的通道,火势由外向内迅速发展为复杂的立体燃烧大火,使消防扑救和火势把握变得极其困难。提高建筑外窗和外墙防火性能,可有效阻止火势蔓延,是降低火灾损失和减少人员伤亡的要紧措施。安装防火玻璃将成为高层建筑阻止火势蔓延的要紧手段。
  3防火玻璃幕墙的策划要旨 
  防火是建筑安全策划中的一个十分要紧的porject,一座建筑物的各个区域必须按照建筑规范策划防火等级,在这些区域使用的玻璃构件必须等于或高于该区域要旨的防火级别,惟有这般才能将火焰和烟气限制在某一区域、防止其蔓延,再是也可为尽快扑灭火灾供给有利条件,虽然玻璃幕墙本身一般不具有防火性能,但是它作为建筑的外围护结构,是建筑整体中的一部分,其防火策划应与建筑整体防火要旨相适应。普通玻璃幕墙作为建筑物外围护结构的墙体部位,是火势通过外部向内蔓延的要紧通道。但随着防火玻璃 技术实现 的发展,单片铯钾防火玻璃已经能应用到外墙幕墙构造中,发挥更好的防火、阻火感化。 
  目上,国内已经有一些建筑正在使用防火玻璃幕墙。按照建筑策划防火规范对建筑幕墙防火策划的规定,笔者认为,防火玻璃幕墙的策划应符合以下要旨。
  3.1防火玻璃幕墙主龙骨的决定 
  国内玻璃幕墙策划正式动土时,采取应用比较广泛的是铝合金骨架隐框玻璃幕墙。但由于铝合金型材的耐火性能比较差,铝合金结构型材在250℃~300℃左右即失去承载能力。其余,隐框玻璃幕墙玻璃用硅硐胶、橡胶与铝合金框胶合,硅硐胶的耐 摄氏程度也只有200℃,超过200℃胶的粘合力降低也会使玻璃脱落,影响防火玻璃幕墙的完整性和稳定性。钢材作为一种“轻质高强”的不燃性建筑质料,其火灾 摄氏力学性能并不是很好,钢结构如作为建筑承重结挂子 保止辜在火灾 摄氏感化下强度损失很快,需要在表面涂覆防火涂料加以保护。但钢材在防火玻璃幕墙体系中作为非承重的幕墙横向、竖向龙骨构件时,通过试验表明,钢龙骨在表面无防火涂料保护环境下可在1200℃ 摄氏下耐火180分钟仍保持完整只是略有变形,但不影响防火玻璃幕墙的支撑稳定和整个幕墙体系的完整。易于 ,在细目使用防火玻璃幕墙作为建筑的外维护工程之时,钢龙骨成为防火玻璃幕墙中主龙骨的必然决定。  
  3.2防火玻璃幕墙玻璃的决定 
  防火玻璃幕墙中的防火玻璃除满足耐火要旨以外,还应满足都市对建筑外墙立面美学成果及建筑使用人员对玻璃幕墙透光性等视觉成果的要旨,即幕墙外视及内视成果也必须保证与普通玻璃幕墙一致。易于 ,选用的防火玻璃应满足普通幕墙玻璃的透光性和高耐候性,而夹丝防火玻璃内部的金属网丝影响了防火玻璃的透光率和视觉成果。夹层防火玻璃在紫外线照射及火焰 摄氏感化下很快生成乳白色隔热层,影响了玻璃幕墙的透视成果。单片铯钾高强防火玻璃与夹层防火玻璃、夹丝防火玻璃相比,除了高强度高耐火性能之外,较小的特点是高透光性和优秀的耐候性。单片铯钾防火玻璃幕墙具有与上卫玻璃幕墙相近的外视和内视成果。
  目上,国内多个防火玻璃幕墙均选用的是单片铯钾高强防火玻璃,如正在正式动土中的上海主题大厦的内幕墙玻璃。
  4防火玻璃幕墙的耐火性能检测 
  防火玻璃幕墙的策划、选材、正式动土是否满足工程消防安全要旨,应通过耐火性能试验检测,国内的防火玻璃测试准则滞下于发达国家。按照建造部门借鉴英、美、日等国的相关准则修订的《建筑用安全玻璃防火玻璃》准则,参考上海主题工程实例,笔者认为,防火玻璃幕墙的耐火性能检测应care以下几点。 
  4.1防火玻璃幕墙框架系统的耐火检测 
  防火玻璃幕墙在发达国家的防火测试中,强调的是防火玻璃和框架结构整个系统的耐火完整性,而不是抛开框架结构单纯进行防火玻璃的测试。也就是说,在耐火测试过程中哪怕防火玻璃可坚持2钟点,但如果幕墙框架出现穿火现象,或者辅助质料(如耐寒胶条)出现火苗,so防火玻璃幕墙框架系统都算不合格。检测时必须以一式两套同样的防火玻璃系统分别进行耐火性能测试,此道一套防火玻璃系统检测正面的耐火极限,另一套检测反面的耐火极限,在上海主题的实际工程测试时,防火玻璃幕墙的检测也噬洗照防火玻璃和框架结构系统的耐火完整性进行的。
  4.2防火玻璃幕墙玻璃受火尺寸的要旨
  日本准则强调了防火玻璃测试样品与工程实际安装尺寸1∶1的关系,受检试样应决定实际使用的较小尺寸,工程中实际使用的防火玻璃均在测试样品的尺寸范围覆盖之内,国内新修订的《建筑用安全玻璃防火玻璃》准则也规定了受检玻璃的受火尺寸要按照实际使用的较小尺寸按1∶1进行试验,大尺寸可覆盖小尺寸,小尺寸不能覆盖和代表大尺寸,再是规定了受火尺寸不得小于1100mm×600mm。
  检测机构和消防部门均应严格按照修改准则的规定进行测试、审查和验收。
  5结语
  随着防火玻璃 技术实现 的提高和超高建筑的快速发展,更好安全的防火玻璃幕墙必将受到更广泛的关注,国外在建筑幕墙中推广应用防火玻璃的成功经验,也为国内在高层建筑中推广应用防火玻璃幕墙奠定了理论和实践底子。目上,公安部正在和有关部门制定建筑防火策划规范,此规范出台之下,必将推动防火玻璃幕墙的新发展。

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