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浅谈防火玻璃在高层建筑幕墙中应用及优势

2016-11-10

  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,在火灾情况下还能减缓热量传播、阻缓烟气和火势蔓延,最大限度地降低火灾损失。在一些有特殊要求的重要场合,防火玻璃发挥着举足轻重的作用。

  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,生产工艺以及产品性能尤其是耐火性能发生了很大变化。在建筑消防安全中发挥的作用也越来越大。建筑用防火玻璃按生产工艺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以上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材料复合而成,或在两片或两片以上的单层玻璃的四周先用边框条密封好,然后由灌注口灌入防火胶复合而成的,并满足相应耐火性能要求的特种玻璃。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装饰性能,发生火灾后,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作用。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高温作用下很快变成乳白色,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间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。丝网加入后不仅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,起到多种功能的作用,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效果。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求。

  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,是我国近年才引进的防火玻璃生产技术。

  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,在高温高压状态下进行20 多小时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、能抵抗强度的快速变化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材料质量监督检验中心的检测,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 级的要求,在1000℃火焰冲击下能保持96 ~ 183 分钟不炸裂,从而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,并为救灾工作争取时间。单片铯钾高强防火玻璃由于表面的内应力效果,当玻璃破碎时碎块呈现微小钝形颗粒状态减少对人体造成伤害。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,最大的特点是高透光性和耐候性。在紫外线及火焰高温作用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传统幕墙玻璃,提高建筑玻璃幕墙的消防安全水平。

  2 推广防火玻璃幕墙

  在国外发达国家和地区,防火玻璃幕墙的应用已有较长的历史,在我国,由于受防火玻璃技术的限制,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。但近年来,全国各地大中城市先后出现了争相建造超高建筑热。这一发展动态已引起建设主管部门对高层建筑在防火玻璃使用方面的高度重视。

  北京央视“2·9”重大火灾和上海“11·15”特大火灾发生后,建筑外墙玻璃防火安全问题引起社会各界的普遍关注。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。

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  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后,火焰可从幕墙外侧窜到上层墙面烧裂上层玻璃幕墙后,窜入上层室内。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、高温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后,由于幕墙玻璃很快炸裂,火焰沿外墙上卷延烧,造成十分惨重的损失。1994 年1 月30 日,上海沪西文化宫二楼火灾,由于外墙面玻璃幕墙无防火处理,火灾10 ~ 15 分钟后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酒店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塔楼的保温材料完全燃烧殆尽,外窗玻璃几乎完全破裂掉落,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 塔楼的保温材料完全燃烧殆尽,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。

  通过对比分析可以认为,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,使消防扑救和火势控制变得极其困难。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重要措施。安装防火玻璃将成为高层建筑阻止火势蔓延的重要手段。


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