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玻璃幕墻防火分區的注意事項

玻璃幕墻是由金屬構件和玻璃板組成的建筑外墻面圍護結構,分明框、半明框和隱框玻璃幕墻三種。構成玻璃幕墻的材料主要有:鋼、鋁合金、玻璃、不銹鋼和粘接密封劑。在實際的幕墻設計中,應注意防火分區的設計。防火分區是指在設計中將建筑物的平面和空間以防火墻、防火門窗、防火卷簾及一定耐火極限的樓板等分成若干區。防火分區包括樓層的水平分區和垂直分區兩部分。在建筑物內采取劃分防火分區這一措施,可以在建筑物一旦發生火災時,有效地把火勢控制在一定的范圍內,阻止火勢蔓延擴大,減少火災損失,同時可以為人員安全疏散、消防撲救提供有利條件。防火分區的重要性已在無數次火災教訓中得到驗證。
 
  一、防火分區的概念及劃分類別
 
  防火分區,按照防止火災向防火分區以外擴大蔓延的功能可分為兩類:其一是豎向防火分區,用以防止多層或高層建筑物層與層之間豎向發生火災蔓延。豎向防火分區是指用耐火性能較好的樓板及窗間墻(含窗下墻),在建筑物的垂直方向對每個樓層進行的防火分隔。
 
  其二是水平防火分區,用以防止火災在水平方向擴大蔓延。水平防火分區是指用防火墻或防火門、防火卷簾等防火分隔物將各樓層在水平方向分隔出的防火區域。它可以阻止火災在樓層的水平方向蔓延。防火分區應用防火墻分隔。如確有困難時,可采用防火卷簾加冷卻水幕或閉式噴水系統,或采用防火分隔水幕分隔。
 
  從防火的角度看,防火分區劃分得越小,越有利于保證建筑物的防火安全。防火分區面積大小的確定應考慮建筑物的使用性質、重要性、火災危險性、建筑物高度、消防撲救能力以及火災蔓延的速度等因素。
 
  二、豎直方向的防火封堵設計
 
  豎直方向的防火封堵設計是幕墻防火設計的重中之重。根據建筑結構的不同,分以下幾種情況:
 
  1、當幕墻內側有實體窗檻墻時(規范要求包括結構梁板及上部泛水高度≥800mm,根據躥火半徑,此高度宜為1200mm)。對該節點,設計應注意以下幾點:
 
  1.1正確劃分板塊
 
  幕墻設計人員應正確理解防火分區概念,樓面梁及實體窗檻墻是屬于上下防火分區的隔斷,因此對有窗檻墻的防火分區以樓面水平線劃分并不合理,而宜以樓面、樓面梁及實體窗檻墻的外沿線進行劃分確定。玻璃板塊并未穿越兩個防火分區,與規范中的有關要求也并不矛盾,即使火災中樓面玻璃板塊破壞,由于上道防火封堵并未受到破壞,防火封堵仍可以起到有效的阻隔作用。建議不宜采用板塊劃分模式。若由于建筑原因必須采用這種劃分模式時,建議樓面處的玻璃采用防火玻璃,并且立柱的伸縮縫宜稍向下設置,以錯開橫梁的角碼位置。或者在樓面上的第一根橫梁上方加做一道防火封堵,以保證即使樓面處的板塊破壞但由于上道防火封堵未受破壞,仍可有效起到防火保護作用。但這種結構從室內看由于窗臺高度過高明顯影響視覺效果。
 
  1.2防火層宜盡量設置在梁底下緣與吊頂齊平(或與梁底齊平),并設置在幕墻橫梁的下方
 
  其目的也是為了保護預埋件、鋼角碼等盡量不受火災的影響(鋼材在300℃-400℃時承載力會降低,600℃時會失去承載力,鋁型材的耐火溫度更低)。如果在火災中預埋件及鋼角碼等受到嚴重影響后承載力降低,甚至喪失,這時,當整個幕墻骨架脫落時,其后果是極其嚴重的。
 
  1.3窗檻墻上部與幕墻相交處宜增加一道防煙封堵
 
  通常這種有窗檻墻的幕墻玻璃未采用防火玻璃,一旦該處玻璃破裂后,由于實體墻(包括梁與板等)的保護,通常明火火焰難以直接躥至上一樓層,但火災中產生的大量有毒煙氣會隨著玻璃的破裂而進入到上一樓層。如果在窗檻墻的上部與幕墻的相交處再增加一道防煙封堵的話,此問題基本可以得到解決。
 
  1.4采用此種結構時,防火層通常用1.5mm厚的鋼板支撐內部的防火礦棉
 
  在設計時,應注意鋼板不能直接與幕墻玻璃接觸,以避免在火災時鋼板受熱膨脹頂碎玻璃。但鋼板又不能與幕墻玻璃距離太大,以免在負壓作用時(火災時因室內溫度升高室內壓力大于室外,也相當于幕墻承受到負壓作用),鋼板與幕墻玻璃之間被拉脫形成明縫,造成煙氣上升使防火層起不到應有的防火效果。
 
  2、當樓層位置無窗檻墻(或梁板高度小于800mm)時,從安全防范角度考慮不夠理想
 
  由于構造原因,上下防火分區通常有一板塊相連,而此板塊往往是支承在下一防火分區的橫梁上。當下一防火分區發生火災時,此玻璃板塊極易被破壞(鋼化玻璃通常遇火5-8min破裂)。一旦玻璃破裂,由于缺乏實體墻的保護,煙氣甚至明火就極易躥至上一防火分區。因此對這種結構防火設計的關鍵是對此塊玻璃的處理方式。即連接上下防火分區的玻璃板塊用防火玻璃(此片玻璃的高度宜大于躥火半徑,若玻璃高度過大,則宜上下設置兩道防火玻璃)。若幕墻玻璃為非鍍膜玻璃,則用夾絲雙鋼化防火玻璃代替鋼板與礦棉或用單片防火銫鉀防火玻璃進行封堵,若幕墻玻璃為鍍膜玻璃,則水平封堵。另外采用此種結構時樓面處的橫梁角碼固定也存在問題。其余與有窗檻墻的豎直封堵要求相同。
 
  三、水平方向的防火封堵設計
 
  水平方向的防火封堵設計與上述的豎直方向的防火封堵設計在實質上是一致的,但在設計時又極易被忽視。根據建筑結構的不同,分為有無窗間墻兩種情況:
 
  1、當水平兩個防火分區之間有窗間墻時,幕墻通常與窗間墻齊平(幕墻在窗間墻外側的情況極少),此時防火主要依靠窗間墻來實現。根據《高層民用建筑設計防火規范(GB50045-95,2001年版)》中的第5.2.2條要求,窗間墻的寬度宜大于2m。若窗間墻寬度小于2m,則兩個防火分區處也需設置防火玻璃。
 
  2、當水平方向兩個防火分區之間無窗間墻時,此防火封堵節點可參照樓層位置無窗檻墻時豎直方向的防火封堵設計。但此處立柱宜從兩個防火分區的隔斷處開始設置。立柱在兩個防火分區處均需設置防火封堵,并應按室內裝飾要求選取合適的封堵材料。要注意的是防火分區分隔處的兩塊幕墻玻璃均應采用防火玻璃,而且此兩塊防火玻璃寬度之和不宜小于2m。
 
  3、為保證安全,建議不管是否有窗間墻,在防火封堵處理時,宜將兩個防火分區相鄰處的立柱用防火礦棉封堵在防火層內(有窗間墻時為兩根立柱),以保證在火災時另一防火分區內的結構不致受到大的影響。同時,用作防火封堵的防火板與幕墻玻璃的間隙要求同上述的豎直方向的防火板與玻璃的間隙要求。
 
  四、幕墻的下列部位應采用防火玻璃:
 
  透明的層間隔煙封堵;
 
  防火墻左右兩側的豎向透明防火帶;
 
  無窗下實體墻或實體墻高度不足時,樓板上下兩側的透明水平防火帶;
 
  劃分防火分區的透明防火墻;
 
  其它透明防火隔斷、透明樓板。
 
  五、其他幾點防火設計參考要點
 
  1.低層建筑的管道井、電纜井應每隔2-3層在樓板處用耐火極限不低于0.5h的不燃燒體封隔,其井壁應采用耐火極限不低于1h的不燃燒體。井壁上的檢查門應采用丙級防火門。
 
  2.電梯井應獨立設置,井內嚴禁敷設可燃氣體和甲、乙、丙類液體管道,并不應敷設與電梯無關的電纜、電線等。電梯井井壁除開設電梯門洞和通氣孔洞外,不應開設其他洞口。電梯門不應采用柵欄門。
 
  3.高層建筑的電纜井、管道井、排煙道、排氣道、垃圾道等豎向管道井,應分別獨立設置;其井壁應為耐火等級不低于1h的不燃燒體;井壁上的檢查門應采用丙級防火門。
 
  4.建筑高度不超過100米的高層建筑,其電纜井、管道井應每隔2__3層在樓板處用相當于樓板耐火極限的不燃燒體作防火分隔。
 
  總結
 
  綜上所述,我們在實際的設計過程中,應充分做好豎直與水平兩個防火分區的防火設計。明確自己的職責,按建設程序辦事,嚴格按規范設計和施工。降低玻璃幕墻火災的危險性,充分服務于建筑的整個設計工程。

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