玻璃幕墙防火设计思考

玻璃幕墙防火设计思考

郑莉妮吕晓伟

浙江浙江中南建设集团有限公司建筑幕墙设计研究院浙江省杭州市310000

摘要：随着社会的不断进步，玻璃幕墙逐渐投入使用，而在幕墙及外装饰工程的施工图强制性审查及咨询过程中，发现有较多的防火玻璃幕墙的设计不符合相关规范要求，出现安全隐患。本文以此为切入点，主要就玻璃幕墙的防火特点、玻璃幕墙的防火设计这几方面的内容进行相关的论述。

关键词：玻璃幕墙；防火设计；思考

引言

在建筑设计中，因建筑的高度、使用性能、重要性和火灾扑救难度等，把建筑分为一级、二级、三级、四级的耐火等级，建筑越高、越重要的建筑的耐火等级要求就越高，耐火等级一级为最高。不同耐火等级的建筑，其防火分区的面积也不相同。按照《建筑设计防火规范》的防火防烟等要求，在避难层、步行街、中庭等位置，必要时，必须采用防火玻璃幕墙，以防止火势的蔓延，阻止窜烟，以保证疏散及避难的安全性。

1基本名词的理解

1.1防火玻璃幕墙系统

由防火玻璃、防火钢框架、防火五金及防火密封材料等组成，能有效控制建筑物火灾蔓延至相邻区域的时间，且耐火时间不低于消防规范要求的不燃性墙体。

1.2耐火完整性

在标准耐火试验条件下，建筑分隔构件当其一面受火时，能在一定时间内，防止火焰和烟雾穿透或背面窜火的能力。

1.3耐火隔热性

在标准耐火试验条件下，建筑分隔构件当其一面受火时，能在一定时间内，控制其背火面平均温度及最高温度不超过某个温度值，以达到防热辐射的效果。

1.4防火玻璃幕墙的概念

防火玻璃幕墙，我们一般称之为防火玻璃幕墙系统或防火玻璃隔断系统。防火玻璃幕墙系统应由钢框架、防火玻璃、阻燃密封胶条、阻燃密封胶、钢制连接件及五金组成，其连接钢框架的锚固件不应采用改性环氧树脂为锚固药剂的化学螺栓，应采用机械锚固类型的锚栓连接。防火玻璃幕墙的钢立柱应设置为垂吊受拉式，应避免采用坐立承压式，以避免在火情时受压失稳，进而导致倒塌、破坏。采用垂吊受拉式钢立柱的防火玻璃幕墙系统，钢型材一般是不需要做防火涂料处理的，但防火幕墙整体系统的耐火性能应有相关的试验报告，以试验报告的结果为准。钢结构表面的镀锌层或氟碳面漆等表面防护，不影响其钢结构的防火性能。应注意，铝合金龙骨是不耐火的，防火玻璃幕墙的耐火极限一般要求不小于1.00小时，在铝合金龙骨表面喷涂防火涂料，是无法满足防火要求的。国外有个别国家的防火玻璃幕墙，直接用铝合金型材做防火幕墙的支撑骨架，在铝合金龙骨内填充特殊的物质，但工艺复杂，成本高昂，在国内极少使用。一般情况下，防火玻璃板块的面积越小，越容易满足一定时间的耐火极限要求，同理，防火玻璃板块的面积越大，越不容易满足一定时间的耐火极限要求。

2玻璃幕墙的防护设计

2.1设计的职责要分清

玻璃幕墙的防火设计是由人来完成的，因而设计人员的素质、责任心、能力对于最终的设计结果将带来极大的影响作用。因而为了确保玻璃幕墙防火设计的合理性以及考虑到玻璃幕墙设计的多样性，在进行设计的过程中一定要明确设计者的责任。而且在进行设计的过程中设计人员要提升责任感，结合工程施工的实际情况来进行设计，进而以专业的角度、高度的责任感来进行玻璃幕墙的防护设计。

2.2做好玻璃幕墙的密封性设计

密闭性设计是设计人员在进行玻璃幕墙防火设计时的一个需要注意的问题，而为了确保做到这一点，那么首先要确保玻璃幕墙开口面积的规范性。而之所以要重视做好密闭性设计，那是因为作为外围防护结构之一玻璃幕墙为封闭式结构建筑。所以防火设计对其而言是非常重要的，做好其的设计才能更为有效的起到防护的目的。另外，为了进一步做好该方面的设计，在设计的过程中设计人员还应与整体消防工程相联系，多角度的来思考确保设计的合理性、功能性。

2.3玻璃幕墙的分格设计

所谓的玻璃幕墙分格设计是指建筑设计内的楼板等各建筑物的位置不可出现交叉情况，以避免玻璃幕墙横跨两个防火区间。进而来确保玻璃幕墙与其他建筑物整体连接的安全性、可靠性，为防火区域封闭奠定下一个有利的基础。

2.4设计时应注意建筑外墙材料

另外，玻璃幕墙建筑的材料也是设计过程中需要重视的一项内容。设计人员在材料的选择上要结合设计的标准来对玻璃幕墙的防火性进行考量，通常应保证玻璃幕墙材料的耐火性在火性在11个小时以上个小时以上。而且墙体内部的填充物应为不易燃物质，同时连同窗间的填充物都应选择耐火性的材料。

2.5做好防火设计设计人员

在进行玻璃幕墙的防火设计时需要做好防火的隔离措施设计，从而确保防火层有效的预防火灾危害。当然要做到这一点，首先应在相应材料的选择上入手，同时还要明确材料设计规格，确保防火层的功效性。该项设计为玻璃幕墙防火设计的重点内容之一，一定要确保设计的科学性，，材料指标目前也在进行改善当中。

3防火玻璃幕墙的技术要点

3.1隔热防火玻璃幕墙的相关要点

具有耐火隔热性和耐火完整性要求的防火玻璃幕墙系统，一般分为甲级、乙级、丙级，其耐火隔热性和耐火完整性分别为不小于1.50h、1.00h、0.50h，应采用全明框玻璃幕墙的支承形式，其钢立柱采用垂吊受拉式。玻璃采用复合防火玻璃。复合防火玻璃是由浮法玻璃（或半钢化玻璃、钢化玻璃）和防火胶夹层组成的。火情时，因受火面玻璃遇到高温后很快就炸裂了，防火胶夹层慢慢发泡膨胀，最大可以发泡膨胀约十倍。复合防火玻璃固定在钢结构明框支承结构的槽口内，虽玻璃的防火胶夹层受热膨胀，但受火面玻璃遇到高温后很快就炸裂了，因而明框槽口内防火玻璃防火胶夹层会向已破碎的面板等没有约束的方向膨胀，虽槽口内的防火玻璃防火胶夹层在进出位方向也会有微量的膨胀，但钢结构在火情高温作用下，钢结构高温，钢结构槽口的刚度变弱，有利于适应复合防火玻璃的微膨胀需求，从而达到耐火完整性的要求。防火胶夹层发泡膨胀，吸收火焰燃烧所带来的高热量，形成不透明的防火胶板，有效起到阻隔热传导的作用。在火烧到一定时间后，防火胶受热发泡膨胀，最后脱落，进而导致下一片玻璃的破碎，下一片防火胶的受热发泡膨胀，有效阻隔热传导。

3.2非隔热防火玻璃幕墙的相关要点

只有耐火完整性要求，没有耐火隔热性要求的防火玻璃幕墙系统，一般采用钢制明框支撑的结构形式，其钢立柱采用垂吊受拉式。一般采用单片防火玻璃、以及采用单片防火玻璃与钢化玻璃组合的夹胶防火玻璃或中空防火玻璃等。对采用单片防火玻璃或由其组成的夹胶或中空玻璃的只有耐火完整性要求的防火幕墙，其钢龙骨不应采用防火涂料。在火情时，玻璃受火面温度急剧升高，玻璃受热而热胀，玻璃向受火侧鼓起，玻璃很快形成大肚子。这时，没有防火涂料的钢型材，因受火侧的温度急剧升高，钢材在受火一侧也受热而热胀，并向受火侧鼓起，钢架也将形成大肚子，从而达到了变形的协调。当火情到了一定的时间，受火侧和背火侧的温度相近时，玻璃和钢型材因内外的热应力达到平衡，他们的大肚子又慢慢收回去，进而达到了新的变形协调，且钢立柱处于垂吊受拉状态，钢立柱不会失稳，从而达到了整幅防火幕墙的耐火完整性的效果。如果钢材涂刷了防火涂料，玻璃要向受火侧鼓起，而钢材却因有防火涂料而巍然不动，无法达到变形的协调性，防火玻璃无法自由变形，防火玻璃很快就破坏。所以，对没有隔热要求的防火玻璃幕墙，即采用铯钾防火玻璃的防火玻璃幕墙，其钢龙骨不应采用防火涂料。

结语

火灾时，防火玻璃幕墙的防火有效性，是防止火势的蔓延，阻止窜烟，保证安全疏散和避难的关键。防火玻璃幕墙的设计、材料选择、工厂加工、现场安装及相关试验，都关系到防火玻璃幕墙防火的有效性，应按照国家的相关规范及公安部的相关规定，做好每一个环节的相关工作，确保火灾时安全疏散和避难。

参考文献

[1]温家宝.建筑幕墙抗震性能指标探讨.[J].黑龙江科技信息,,2014.

[2]玻璃幕墙防火设计初探[J].朱华.消防技术与产品信息.1996(05).