玻璃幕墙防火技术要求

玻璃幕墙防火技术要求
一、框架式玻璃幕墙的层间防火设计：
当建筑主体结构有窗槛墙时，玻璃幕墙的水平防烟带应设在窗槛墙上端与幕墙结构之间。

当建筑主体结构没有窗槛墙时，玻璃幕墙的水平防烟带应设在结构梁上端与幕墙结构之间。

并在楼板外沿设置耐火极限不低于1小时、高度不低于0.8m的不燃烧实体裙墙。

以上两种形式都是将水平防烟带设置在与幕墙相邻的主体结构上端。

当一层建筑着火时必然导致同层的幕墙玻璃全部破坏。

考虑卷焰效应相邻上一玻璃也将损坏，将水平防烟带设置在结构上端才能保证有害气体不会在短时间内窜入上一层建筑。

如果将水平防烟带设置在主体结构的下端如图三所示，在建筑遇火时由于A、B两块玻璃会在短时间内破坏。

有害气体将通过幕墙与主体结构间的缝隙C窜入上一层建筑。

这样的设计虽然表面上满足了幕墙防火规定却达不到建筑防火要求。

对于没有窗槛墙的建筑主体结构，在楼板外沿设置耐火极限不低于1小时、高度不低于0.8m的不燃烧实体裙墙，是出于卷焰效应的考虑。

由于普通建筑层间结构约为0.6m小于一般民用建筑遇火的卷焰半径(1.2m)。

增加0.8m的不燃烧实体裙墙后这一距离约为1.4m，
大于卷焰半径。

如果不设置0.8m的不燃烧实体裙墙，。

在建筑遇火时A、B两块玻璃会在短时间内破坏。

有害气体将从B玻璃的破损处窜入上一层建筑。

二、单元式玻璃幕墙的层间防火设计：
由于单元式玻璃幕墙的安装要求，采用单元式玻璃幕墙的建筑主体结构一般没有窗槛墙。

层间防火宜采用图二方式。

三、点式玻璃幕墙与层间防火：
点式幕墙的玻璃多采用钢化白玻，玻璃透光率较高；而其支撑杆件较为复杂。

不易设置水平防烟带，即便设置了水平防烟带也会对幕墙的外视效果产生极大的破坏。

因此不建议使用跨越防火分区的点式玻璃幕墙。

四、其他
①窗间墙、窗坎墙的填充材料应采用非燃烧材料。

如其外墙面采用耐火极不限低于1h的非燃烧体时，其墙内填充材料可采用氧指数不低于30的难然烧材料；
②无窗间墙和窗坎墙的玻璃幕墙，应在每层楼板外沿设置高度不低于80cm的实体防护墙；
③支承玻璃幕墙的金属框架与主体构件连接的节点应有防火保护措施；
④玻璃幕墙每层楼板、隔墙处的缝隙，必须用非燃烧材料严密填实。

玻璃幕墙的防火设计要求
玻璃幕墙作为特殊的装饰性围护结构来代替墙壁, 在建筑中得到了广泛的应用。

它将建筑美学、建筑功能、建筑结构等因素有机地结合起来, 不仅使建筑物在不同角度呈现出不同的色调, 随着周围环境的变化给人们以动态的美, 而且大大地减轻了建筑物的自重。

这类建筑的出现, 无疑是建筑业的一次突破, 但同时也给防火带来了新的问题。

由于玻璃很容易在火灾初起时破裂, 使大量空气拥进建筑物内造成轰燃。

玻璃破碎后散开的围护结构成为火势蔓延的捷径, 烟气夹着火焰窜出, 温度高达 1 000 ℃左右, 相邻的玻璃在高温中变软、熔化, 导致火灾在纵向、横向上迅速蔓延, 使火灾发展成为立体式火灾, 同时给扑救造成困难。

针对此类建筑的火灾特点,需要有针对性地采取防火措施, 使之既符合现行国家标准《高层民用建筑设计防火规范》的规定, 又不屏弃玻璃幕墙通透的特点; 室内防火隔断既满足防火性能要求, 又满足耐候性要求, 使之达到美观与防火、防烟功能的有机结合, 是非常现实的问题。

1防火原则
一般来说, 建筑防火主要由被动防火体系和主动防火体系构成, 同时考虑建筑物内人员的安全疏散要求。

被动防火主要是根据燃烧的基本原理, 采取措施防止燃烧条件的产生或削弱燃烧条件的发展, 阻止火势蔓延, 如设置防火墙等; 主动防火体系主要采取措施及早探测火
灾, 破坏已形成的燃烧条件, 把火熄灭或控制在一定范围内, 减少火灾损失, 如设置火灾自动报警器、灭火设施和防排烟系统等。

防火玻璃幕墙与防火玻璃隔断属于被动防火体系, 其主要作用是防止火灾的蔓延。

而建筑物火灾蔓延的方式由火焰蔓延、热传导、热对流和热辐射等四种,同时伴随有烟气的蔓延。

除第一种方式是火焰通过直接引燃可燃材料使火灾蔓延外, 后三种方式都是以不同的热量传递过程使可燃材料被引燃, 从而造成火灾的蔓延。

因此, 防火玻璃幕墙与防火隔断设计的重点是在如何防止火灾蔓延上。

根据相关规范, 建筑物的耐火等级要求是确保建筑物在火灾中不会在短时间内倒塌。

防火玻璃幕墙与隔断是建筑物的一部分, 其作用也就是确保火灾发生后的一定时间内保持完好, 即耐火性。

因此, 设计时其耐火等级的选取需根据其所在建筑物的耐火等级, 所处建筑物的部位的防火要求来确定。

根据建筑物火灾蔓延的方式, 以及防火玻璃幕墙与防火玻璃隔断的作用, 其应有如下基本特性:
(1) 隔烟。

即在火灾发生时, 能阻挡火灾产生的烟气从受火的一面传到背火的一面。

这是最基本的要求,合理有效的阻挡火灾产生的烟气, 避免形成烟囱效应,是控制火势蔓延, 保证疏散通道畅通或避难有效的根本。

(2) 耐火完整性。

即在火灾发生, 其一面受火作用时, 能在一定时间内防止火焰穿透或防止火焰在背火面出现。

根据建筑防火的设计要求, 防火玻璃幕墙或防火隔断应具有良好的完整性。

如出现一烧即倒, 一烧即垮或达不到防火时限的要求, 火灾也会蔓延, 起不到减少火
灾损失的目的。

(3) 耐火隔热性。

即在火灾发生, 其一面受火作用时, 能在一定时间内其背火面温度上升不至于引燃背火区物品。

如满足了隔烟, 保证了完整, 但由于火灾产生的热量通过防火玻璃后大量的热辐射导致背火面的易燃物燃烧, 也没有起到防火的作用。

2防火设计
防火玻璃幕墙首先它是幕墙, 它必须有幕墙具有的所有特性。

如风压、雨水、空气渗漏、平面内变形等各项性能。

这些方面的设计在相应规范中已有明确的要求, 此处不再赘述。

作为具有防火功能的玻璃幕墙, 除具有上述功能外, 更重要的是防火的功能。

同样, 防火玻璃隔断设计首先也是考虑其自身结构安全的前提下, 然后才考虑防火的要求。

(1) 隔烟设计。

幕墙的结构要达到隔烟的效果, 首先是要密封性好, 不仅仅是幕墙性能中提到的密封性,而是防火的密封性, 是在火灾发生时的一定时间内也要有较好的密封效果。

因此, 采用开放式系统设计的明框幕墙与单元式幕墙结构不适合作为防火玻璃幕墙的结构。

与普通幕墙密封设计相比要注意两点: 一是型材的内腔密封处理, 普通幕墙设计时竖料是插接相通的,具有形成烟囱效应的可能性, 在防火玻璃幕墙设计时,一定要将空腔用难燃材料进行封堵。

另一方面, 要考虑火灾发生时幕墙的局部受热膨胀变形所带来的密封失效。

因此在骨架的联接部位需采用腰形孔, 密封材料的选用上采用弹性好且具有防火性能的密封胶等。

(2) 耐火完整性设计。

幕墙或隔断要达到在火灾发生时在设计的耐火时限内不垮不倒, 也就是所选用的幕墙或隔断结构与材料必须具有耐火性能。

防火玻璃幕墙, 作为建筑的外围护结构, 其作用是防止火灾沿竖向蔓延。

它往往只是一面幕墙的一片或一部分。

为防止其在火灾中垮塌, 在骨架结构上要将它与之相连部分的幕墙完全分开, 与主体结构充分固定。

如采用常规幕墙的插接连接, 着火时会由于非防火部分的倒塌而导致防火部分的失效。

防火隔断也是如此, 独立、完整是满足耐火性能的基础。

同时防火玻璃幕墙与防火玻璃隔断结构要有较好的吸收热变形的能力。

幕墙或隔断的骨架材料多为铝型材与钢型材, 但铝材的熔点约为400 ℃, 钢材在火灾高温作用下, 其力学性能如屈服强度、弹性模量等却会随温度升高而降低, 在550 ℃左右时, 降低幅度更为明显, 一般在15m in 左右就会丧失承重能力而垮塌。

可见, 如不进行防火处理, 火灾发生15 m in 内都会被烧垮。

因此作为防火玻璃幕墙与隔断的骨架材料均需进行防火处理。

玻璃, 作为防火玻璃幕墙与隔断的主要材料理所当然选用防火玻璃。

目前防火玻璃种类较多, 选择时要综合考虑建筑装饰效果、强度、耐火极限等方面。

总之, 玻璃幕墙作为一种新型的外墙围护结构, 其防火性能还需要我们在工作中不断地总结、完善, 要严格执行《高层民用建筑设计防火规范》要求, 使“防火与美观”两全其美。

附：《高层民用建筑设计防火规范》关于建筑幕墙的要求
3.0.8 建筑幕墙的设置应符合下列规定：
3.0.8.1 窗槛墙、窗间墙的填充材料应采用不燃烧材料。

当外墙采用耐火极限不低于1.00h的不燃烧体时，其墙内填充材料可采用难燃烧材料。

3.0.8.2 无窗槛墙或窗槛墙高度小于0.80m的建筑幕墙，应在每层楼板外沿设置耐火极限不低于1.00h、高度不低于0.80m的不燃烧体裙墙或防火玻璃裙墙。

3.0.8.3 建筑幕墙与每层楼板、隔墙处的缝隙，应采用防火封堵材料封堵。