玻璃幕墻的火災(zāi)危險性及對滅火救援的影響

秦洪超

【摘 要】本文分析了玻璃幕墻建筑火災(zāi)的危險性以及對滅火救援行動的影響，提出了改進措施及應(yīng)急處置方法。

【關(guān)鍵詞】玻璃幕墻；火災(zāi)危險性；滅火救援

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，玻璃幕墻作為一種新穎、前衛(wèi)的墻體裝飾方法，被各類建筑普遍采用。但發(fā)生建筑火災(zāi)，玻璃幕墻燃燒、爆裂以及火焰、煙氣迅速蔓延的問題顯著暴漏，嚴(yán)重威脅著救援官兵、周邊群眾的生命安全。因此分析玻璃幕墻火災(zāi)危險性及滅火救援影響，對于安全有效地開展滅火救援工作至關(guān)重要。

1 玻璃幕墻的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 玻璃幕墻的定義和分類

玻璃幕墻是一種特殊的外墻裝飾結(jié)構(gòu)，它由支承結(jié)構(gòu)體系和與建筑主體結(jié)構(gòu)有一定位移能力、不分擔(dān)主體結(jié)構(gòu)承受力的建筑外圍護結(jié)構(gòu)組成。

玻璃幕墻根據(jù)結(jié)構(gòu)形式可以分為框支承玻璃幕墻、點支承玻璃幕墻、全玻璃幕墻以及斜玻璃幕墻?，F(xiàn)代社會中應(yīng)用最廣泛的是框支承玻璃幕墻，其又可以分為明框玻璃幕墻和隱框玻璃幕墻。

1.2 玻璃幕墻基本功能和應(yīng)用的場所

玻璃幕墻賦予建筑的最大特點是將建筑美學(xué)、建筑功能、建筑節(jié)能和建筑結(jié)構(gòu)等因素有機地統(tǒng)一起來，它充分的迎合了現(xiàn)代人群時尚、前衛(wèi)的審美觀點，是當(dāng)代的一種新型墻體。而高層建筑玻璃幕墻普遍采用中空玻璃，它由鏡面玻璃和鋼化玻璃組成，隔層充入干燥空氣的，具有防結(jié)霜、抗風(fēng)壓強度大、隔音、防潮、隔熱等優(yōu)點。

2 玻璃幕墻的火災(zāi)危險性

2.1 從耐火性能方面分析

玻璃幕墻建筑失火后，玻璃幕墻與樓板、隔墻之間存在縫隙，火焰和煙霧會沿著這些縫隙蔓延。玻璃幕墻結(jié)構(gòu)中使用最多的材料是玻璃，雖然其屬于不可燃材料，但在高溫環(huán)境下由于玻璃自身的理化特性極易發(fā)生破裂。火災(zāi)實驗研究發(fā)現(xiàn)，一般幕墻玻璃在205℃左右即會炸裂、脫落。而數(shù)據(jù)統(tǒng)計，火災(zāi)發(fā)生后10分鐘后火焰的平均溫度為700℃左右；20分鐘內(nèi)火焰溫度達到800℃左右；30分鐘內(nèi)火焰平均溫度為840℃左右；一小時內(nèi)可達到925℃左右。即使耐高溫的鋼化玻璃破碎溫度也僅為600—800℃，遠(yuǎn)低于火場溫度。因此由于玻璃自身耐火性能的局限，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，玻璃幕墻受火焰灼燒易破裂，引起火焰迅速沿外墻上卷延燒。

2.2 從排煙效果方面分析

目前，大多玻璃幕墻類建筑均選用雙層玻璃幕墻，其內(nèi)外幕墻之間的夾層往往貫穿數(shù)個樓層，形成自下而上的通風(fēng)通道。發(fā)生火災(zāi)時，如果玻璃幕墻破裂或者與樓板之間的縫隙封堵不嚴(yán)，則有可能造成火焰和煙氣向四周房間蔓延。其次，如果雙層玻璃幕墻內(nèi)層玻璃破裂，火焰和煙氣通過內(nèi)外幕墻之間的夾層在“煙囪效應(yīng)”下迅速向上蔓延，短時間造成上部房間著火，甚至將有毒煙氣和火焰蔓延至全樓。同時玻璃幕墻結(jié)構(gòu)中的鋁合金框架在200—400℃時強度下降，結(jié)構(gòu)變形，也會導(dǎo)致煙氣透過玻璃與鋁合金框架之間縫隙流入幕墻夾層，迅速向上蔓延。2009年11月30日，位于哈爾濱市南崗區(qū)東大直街的大世界商城發(fā)生火災(zāi)，其就是采用玻璃幕墻結(jié)構(gòu)，由于樓層之間的防火效果不是很好，導(dǎo)致火勢迅速蔓延，給消防隊員的撲救造成了極大的困難，由一場小火釀成了大火，造成了很大的財產(chǎn)損失。

2.3 從人員疏散方面分析

玻璃幕墻的骨架主要由鋼材和鋁合金型材組成，其耐火性能都較差，鋁合金結(jié)構(gòu)型材受熱條件下極易發(fā)生結(jié)構(gòu)變形，250℃～300℃左右既失去承載能力，鋼型材在300℃～400℃時強度下降，600℃時失去承載能力。而目前的玻璃幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中玻璃和框架之間多采用橡膠、聚乙烯泡沫材料等密封材料，此類密封材料能承受的溫度變化范圍僅在-40℃～+50℃之間。而建筑發(fā)生火災(zāi)，輻射熱、高溫?zé)煔舛际菇Y(jié)構(gòu)溫度變化范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于+50℃。在溫度驟變情況下因變形伸縮不一致，結(jié)構(gòu)受熱膨脹變形過大，造成玻璃破碎、脫落，形成“玻璃雨”?；馂?zāi)發(fā)生后常常等不到人員從建筑物內(nèi)疏散完畢，玻璃幕墻結(jié)構(gòu)已達到耐火極限，發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞，大樓的立面圍護結(jié)構(gòu)部分或全部喪失，影響人員疏散。

3 玻璃幕墻對滅火救援工作的影響

3.1 破拆困難、排煙不暢

玻璃幕墻在應(yīng)用中，為了保證安全性，多使用鋼化玻璃或夾層玻璃，而幕墻的支撐結(jié)構(gòu)也普遍使用加固的鋁合金等固件。為了達到防盜目的，在玻璃幕墻內(nèi)側(cè)甚至加裝防盜窗或直接密封幕墻內(nèi)窗。這樣一旦發(fā)生火災(zāi)，對消防官兵破拆幕墻、營救被困者等戰(zhàn)術(shù)產(chǎn)生十分不利的影響。同時由于空間閉塞，煙氣難以散出，給被困人員的生命安全造成極大危害。2004年3月3日，山東省德州市齊河縣某飯店發(fā)生火災(zāi)，該建筑共三層，外部全部采用玻璃幕墻?；馂?zāi)從廚房引燃，短時間大量濃煙彌漫整個樓層無法排出，在二樓就餐的一家三口人逃生時被濃煙嗆到，造成二名成年人窒息死亡。為了盡快排煙滅火，救援人員用登高車強力打碎玻璃才將濃煙排出，將火災(zāi)撲滅。

3.2 火焰、煙氣蔓延迅速

當(dāng)玻璃幕墻建筑發(fā)生火災(zāi)時，由于玻璃幕墻特殊的結(jié)構(gòu)，特別是雙層玻璃幕墻建筑，隨著幕墻內(nèi)側(cè)玻璃的破裂或幕墻玻璃和樓板之間防火封堵不嚴(yán)，煙氣以及火焰隨著破裂口長驅(qū)直入，在內(nèi)外玻璃面板狹窄的縫隙之間產(chǎn)生“煙囪效應(yīng)”，迅速向上層建筑蔓延，威脅上層人員的生命安全，對救援人員堵截、控制火勢也造成影響。2009年2月央址新廈附樓發(fā)生火災(zāi)，該建筑外里面采用玻璃幕與鈦鋅合金板屋架幕墻（屋架的結(jié)構(gòu)形式為桁架）相結(jié)合。正是由于玻璃幕墻的破裂導(dǎo)致“引火風(fēng)道”，釀成大火，造成不可估量的損失和很壞的社會影響。

3.3 幕墻構(gòu)件爆裂、墜落

玻璃幕墻的材料由玻璃、骨架和粘連膠組成的。幕墻玻璃在205℃左右即會炸裂、脫落形成玻璃雨，而溫度達到250—330℃時，鋁合金類骨架將失去承載能力；溫度達到600℃時，型鋼類骨架失去承載能力。與其他建筑構(gòu)件相比，對被困人員逃生和救援人員處置影響較大。2007年8月14日下午16時，上海在建的環(huán)球金融中心起火，由于高溫的炙烤，導(dǎo)致著火樓層多扇玻璃幕結(jié)構(gòu)玻璃爆裂。

4 玻璃幕墻類建筑火災(zāi)應(yīng)對措施

4.1 玻璃幕墻選材應(yīng)防火與安全并重

防火玻璃與其支撐框架對玻璃幕墻類建筑防火性能影響較大。特別是采用了耐火極限達不到要求的支撐框架，火災(zāi)初期即出現(xiàn)框架燒垮的現(xiàn)象，引起整個防火分隔的失效。因此在材料選擇時應(yīng)優(yōu)先選擇防火玻璃以及防火性能優(yōu)秀的粘連膠劑，同時在玻璃幕墻的框架結(jié)構(gòu)的選擇方面也要注重抗高溫的性能。

4.2 玻璃幕墻上設(shè)置自動滅火系統(tǒng)

火災(zāi)情況下，玻璃幕墻破碎，是火災(zāi)蔓延的首要通道，而合理設(shè)置自動滅火系統(tǒng)可以有效地保護玻璃幕墻，防止樓層之間火勢蔓延。因此，在玻璃幕墻內(nèi)側(cè)分散設(shè)置自動溫感或煙感噴頭，當(dāng)建筑內(nèi)部發(fā)生火災(zāi)，隨著溫度的升高，感應(yīng)噴頭自動對玻璃幕墻進行滅火降溫，即可以保護玻璃幕墻結(jié)構(gòu)防止發(fā)生破裂、墜落，又可以阻擋煙氣、火焰通過玻璃幕墻夾層蔓延。

4.3 玻璃幕墻上設(shè)置易破拆點

玻璃幕墻由于防火、抗爆的要求多采用鋼化玻璃、夾層玻璃。由于玻璃過于堅硬，對火災(zāi)初期的救人、滅火以及排煙戰(zhàn)術(shù)影響較大，不利于破拆以及被困人員的逃生。因此在保證玻璃幕墻防火性能的基礎(chǔ)上，設(shè)置固定的易破拆點，便于救援人員順利進入樓層開展滅火搜救。其具體方法可以在玻璃幕墻建筑的每一層設(shè)置一兩扇強度較弱的玻璃面板并設(shè)置明顯標(biāo)記，有利于救援人員破拆、排煙。

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[責(zé)任編輯：楊玉潔]