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玻璃幕牆防火設計你了解多少

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玻璃幕牆防火設計你了解多少

發布日期:2020-01-16 作者: 點擊:

玻璃幕牆是由金屬構件和玻璃板組成的建築外牆麵維護結構,分明框、半明框、和隱框玻璃幕牆三種。構成玻璃幕牆的材料主要有:鋼、鋁合金、玻璃、不鏽鋼和粘結密封劑。在實際的幕牆設計中,應注意防火分區的設計。防火分區是指在設計中將建築物的平麵和空間以防火牆、防火門窗、防火卷簾及一定耐火極限的樓板等分成若幹區。防火分區包括樓層的水平分區和垂直分區兩部分。在建築物內采取劃分防火分區這一措施,可以在建築物一旦發生火災時,有效地把火勢控製在一定的範圍內,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。

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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以分為兩類:

  其一是豎向防火分區,用以防止多層或高層建築物層與層之間豎向發生火災蔓延。豎向防火分區是指耐火性能較好的樓板及窗間牆(含窗下牆),在建築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牆或防火門、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。防火分區應用防火牆分隔。如確有困難時,可采用防火卷簾加冷卻水幕或閉式噴水係統,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,越有利於保證建築物的防火安全。防火分區麵積大小的確定應考慮建築物的使用性質、重要性、火災危險性、建築物高度、消防撲救能力以及火災蔓延的速度等因素。 

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  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牆防火設計的重中之重。根據建築結構的不同,分以下幾種情況: 

  1、當幕牆內側有實體窗檻牆時(規範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

  幕牆設計人員應正確理解防火分區的概念,樓麵梁及實體窗檻牆是屬於上下防火分區的隔斷,因此對有窗檻牆的防火分區以樓麵水平線劃分並不合理,而宜以樓麵、樓麵梁及實體窗檻牆的外沿線進行劃分確定。玻璃板塊並未穿越兩個防火分區,與規範中的有關要求也並不矛盾,即使火災中樓麵玻璃板塊破壞,由於上道防火封堵並未受到破壞,防火封堵仍可以起到有效地阻隔作用。建議不宜采用板塊劃分模式。若由於建築原因必須采用這種劃分模式時,建議樓麵出的玻璃采用防火玻璃,並且立柱的伸縮縫宜稍向下設置,以錯開橫梁的角碼位置。或者在樓麵上的第一根橫梁上方加做一道防火封堵,以保證即使樓麵處的板塊破壞但由於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於窗台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),並設置在幕牆橫梁的下方。  

  這樣做的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後承載力降低,甚至喪失,這時,當整個幕牆骨架脫落時,其後果是極其嚴重的。 

  1.3窗檻牆上部與幕牆相交處宜增加一道防煙封堵。  

  通常這種有窗檻牆的幕牆玻璃未采用防火玻璃,一旦該處玻璃破裂後,由於實體牆(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。如果在窗檻牆的上部與幕牆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牆玻璃接觸,以避免在火災時鋼板受熱膨脹頂碎玻璃。但鋼板又不能與幕牆玻璃距離太大,以免在負壓作用時(火災時因室內溫度升高室內壓力大於室外,也相當於幕牆承受到負壓作用),鋼板與幕牆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、當樓層位置無窗檻牆(或梁板高度小於800mm)時,從安全防範角度考慮不夠理想。

  由於構造原因,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,由於缺乏實體牆的保護,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於躥火半徑,若玻璃高度過大,則宜上下設置兩道防火玻璃)。若幕牆玻璃為非鍍膜玻璃,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,若幕牆玻璃為鍍膜玻璃,則水平封堵。另外采用此種結構時樓麵處的橫梁角碼固定也存在問題。其餘與有窗檻牆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。根據建築結構的不同,分為有無窗間牆兩種情況: 

  1、當水平兩個防火分區之間有窗間牆時,幕牆通常與窗間牆齊平(幕牆在窗間牆外側的情況極少),此時防火主要依靠窗間牆來實現。根據《高層民用建築設計防火規範(GB50045-95,2001年版)》中的第5.2.2條要求,窗間牆的寬度宜大於2m。若窗間牆寬度小於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牆時,此防火封堵節點可參照樓層位置無窗檻牆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,並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牆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於2m。 

  3、為保證安全,成都玻璃幕牆安裝建議不管是否有窗間牆,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(有窗間牆時為兩根立柱),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牆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、下列部位應采用防火玻璃

  透明的層間隔煙封堵;  

  防火牆左右兩側的豎向透明防火帶; 

  無窗下實體牆或實體牆高度不足時,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牆; 

  其它透明防火隔斷、透明樓板。

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  五、其他幾點防火設計參考要點

  1.低層建築的管道井、電纜井應每隔2-3層在樓板處用耐火極限不低於0.5h的不燃燒體封隔,其井壁應采用耐火極限不低於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,並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.高層建築的電纜井、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於1h的不燃燒體;井壁上的檢查門應采用丙級防火門。 

  4.建築高度不超過100米的高層建築,其電纜井、管道井應每隔2-3層在樓板處用相當於樓板耐火極限的不燃燒體作防火分隔。

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