淺談呼吸式玻璃幕墻的防火

鄒波

摘? ? 要：在日常生活中，一旦建筑大樓發(fā)生意外火災(zāi)等事故，玻璃幕墻在建筑工程過(guò)程中占據(jù)及其重要作用，所以建筑行業(yè)中玻璃幕墻的運(yùn)用也越來(lái)越廣泛。本文將根據(jù)我國(guó)目前呼吸式玻璃幕墻自身特點(diǎn)以及在火災(zāi)事故中的使用效果，包括模擬現(xiàn)場(chǎng)以及對(duì)煙氣彌漫的描述，針對(duì)三種不同的呼吸式玻璃幕墻方案進(jìn)行細(xì)致分析，提出其各自優(yōu)點(diǎn)以及相應(yīng)的解決措施，希望為日后呼吸式玻璃幕墻在建筑行業(yè)中針對(duì)于防火方面起到有效指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：呼吸式玻璃幕墻;火災(zāi)煙氣;防火措施

1? 引言

外表華麗氣派是玻璃幕墻最顯著的特點(diǎn)，除此之外，其優(yōu)良的質(zhì)感以及能夠很好的達(dá)到采光效果也是先于其他幕墻特有的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而在最近幾年，玻璃幕墻在建筑設(shè)計(jì)中備受好評(píng)。隨著現(xiàn)代建筑行業(yè)的廣泛應(yīng)用，雖然和其他傳統(tǒng)的幕墻相比其具有非常好看的外觀，并為城市現(xiàn)代化發(fā)展提供一道美麗的建筑風(fēng)景線，但是玻璃幕墻同時(shí)也存在著很多弊端，光污染嚴(yán)重、室內(nèi)環(huán)境相對(duì)較差以及防火效率不夠顯著也是其明顯問(wèn)題。在眾多問(wèn)題中，由于在建筑工程中并沒(méi)有做到很好的防火效果與人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的生活需求相矛盾，進(jìn)而玻璃幕墻的此類弊端必須得到合理改善。在建筑行業(yè)的技術(shù)人員深入分析研究之下，呼吸式玻璃幕墻隨之誕生，其最大的特點(diǎn)就是可以在原有玻璃幕墻的優(yōu)點(diǎn)之下，進(jìn)行對(duì)其弊端的有效改善，并且在具體火災(zāi)中起到防火措施。

2? 實(shí)際工程范例

某一座城市里一棟的高層綜合樓，其類別為第一類別且耐火等級(jí)為一級(jí)，假設(shè)地上共有25層，地下只有2層，將地下車庫(kù)與便利超市建設(shè)在地下，并且把一層到六層設(shè)置為展覽區(qū)域，七層到二十五層設(shè)置為行政辦公室，作為日常辦公場(chǎng)所，并且在這第七層到第二十五層中，在南面墻中設(shè)置呼吸式玻璃幕墻，其中間夾層的厚度選為580mm。再根據(jù)整棟樓的消防安全規(guī)范準(zhǔn)則，分別設(shè)置了自動(dòng)警報(bào)系統(tǒng)、室內(nèi)外消防安全管理系統(tǒng)等等。除此之外，在整個(gè)建筑的過(guò)道、電梯、地下車庫(kù)與大型商場(chǎng)等位置均裝置了機(jī)械式排煙系統(tǒng)。根據(jù)相關(guān)關(guān)規(guī)定“填充物使用材料應(yīng)該隔絕燃燒的材料”。假設(shè)外墻體耐火最高極限為1.00h不燃燒體的話，那么難燃燒得材料當(dāng)做填充物放入其內(nèi)。如果建筑幕墻的窗檻墻高度在0m～0.8m之內(nèi)，那么應(yīng)當(dāng)裝置耐火極限大于1.00h且高度大于80mm的隔絕燃燒墻體或者防火玻璃墻，位置應(yīng)當(dāng)選在每層樓層外沿部分。而針對(duì)于建筑幕墻和每一樓層樓板、隔墻位置的間隙，可以選用防火封堵性高的材料進(jìn)行解決所以，如果建筑幕墻之間不設(shè)置防火層的話，就很難滿足消防安全規(guī)范性，可是如果過(guò)于嚴(yán)格的遵守相關(guān)規(guī)范，呼吸式玻璃幕墻通風(fēng)的美觀性將大大降低，并且對(duì)于其性能也有下降，從而很難把其特有的優(yōu)勢(shì)以及特征體現(xiàn)出來(lái)。

本文將通過(guò)分析其防火性能，幾種火災(zāi)場(chǎng)景的設(shè)計(jì)方案來(lái)分析出哪一種呼吸式玻璃幕墻設(shè)立最為適用并且效果也十分可觀，因?yàn)楹粑遣Ａ粔υ谠O(shè)置過(guò)程中存在夾層里的空間，所以當(dāng)火災(zāi)發(fā)生的時(shí)候火災(zāi)產(chǎn)生的煙霧在彌漫的過(guò)程中垂直距離長(zhǎng)，呼吸式玻璃幕墻的煙囪作用就會(huì)很明顯。所以，當(dāng)對(duì)火災(zāi)場(chǎng)景進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)該把引起火災(zāi)的位置設(shè)定在低處樓層，來(lái)觀測(cè)出煙霧彌漫后最危險(xiǎn)的地理位置以及火勢(shì)情況。本文就把引起火災(zāi)的具體位置假定為第七層房間來(lái)分析火災(zāi)產(chǎn)生煙霧和火勢(shì)從房間蔓延至呼吸式玻璃幕墻具體情況。

3? 煙霧流動(dòng)性特點(diǎn)探究

第一方案為：呼吸式玻璃幕墻和房間根據(jù)一般開啟方式，設(shè)立12cm的挑檐，同時(shí)在每個(gè)樓層都設(shè)置0.8m窗檻墻。這項(xiàng)方案一經(jīng)采用，在出現(xiàn)火災(zāi)時(shí)，按照有概率發(fā)生的情況和經(jīng)驗(yàn)性的有關(guān)數(shù)據(jù)，煙霧模擬情景如下：火災(zāi)產(chǎn)生的煙霧會(huì)在火災(zāi)發(fā)生后八十秒左右時(shí)蔓延到呼吸墻的頂端，呼吸式玻璃幕墻夾層內(nèi)最大的流速可以達(dá)到八十米每秒左右;對(duì)于溫度方面上看，起火的房間外部的溫度可以達(dá)到260℃，與起火房間豎直相距十五米左右，溫度依然高達(dá)200℃.所以很容易產(chǎn)生煙霧，而且煙霧的溫度較高會(huì)使玻璃幕墻產(chǎn)生破裂的情況。綜上可以知道這項(xiàng)方案有可能在豎向上產(chǎn)生火災(zāi)蔓延的情況，因此為呼吸式玻璃幕墻選擇防火的方案之后，不建議使用這項(xiàng)方案。

4? ?煙氣流動(dòng)特性分析

第二方案為：呼吸幕墻與房間內(nèi)部形成傳統(tǒng)式開啟模式，挑檐為11cm，并且每層設(shè)置有窗檻，一般選取80cm，房間內(nèi)部窗戶附近安置自動(dòng)噴水頭，在出現(xiàn)火災(zāi)時(shí)，可以最大限度的降低火勢(shì)周圍蔓延，并且防止火災(zāi)煙氣處于高溫狀態(tài)進(jìn)去呼吸式墻面。在利用這種方案時(shí)，需要根據(jù)具體火源位置，房間窗戶附近的噴頭可以在65s內(nèi)完成初步措施，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生在八樓時(shí)，房間窗戶附近的噴頭可以在170秒內(nèi)完成初步措施，除此以上的樓層起火則沒(méi)有噴頭進(jìn)行動(dòng)作，一般來(lái)說(shuō)，火災(zāi)時(shí)煙氣蔓延需要110秒左右才可以達(dá)到呼吸式玻璃幕墻的頂端，玻璃幕墻的夾層中最大空氣流通量為5.6m/s。從溫度的角度分析可得出，在呼吸式玻璃幕墻正上方房間起火時(shí)，室外溫度達(dá)到160℃左右，室內(nèi)溫度最高可以達(dá)到222℃，并且對(duì)于起火房間上方一層溫度達(dá)到95℃，上方兩層溫度達(dá)到65℃。所以，在正上方房間起火時(shí)并不會(huì)直接導(dǎo)致呼吸式玻璃幕墻中間的夾層引起煙氣帶來(lái)的蔓延效果，及時(shí)出現(xiàn)煙氣蔓延過(guò)來(lái)的情況，也可以通過(guò)呼吸式幕墻內(nèi)置有噴頭，及時(shí)采取防火措施，從而給蔓延的煙氣進(jìn)行降溫處理，大大降低了火勢(shì)蔓延的可能性。通過(guò)以上的模擬火災(zāi)分析，可以明顯看出呼吸式玻璃幕墻的夾層處理可以有效的減少火災(zāi)煙氣蔓延而引起的火災(zāi)，從而降低火災(zāi)蔓延的幾率。所以在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，更建議采用這種方法作為有效措施。

5? 煙氣流動(dòng)特性分析

第三方案為：利用增加活動(dòng)隔板來(lái)增加對(duì)火勢(shì)蔓延的控制，一般裝置于呼吸式玻璃幕墻于樓層之間，裝置時(shí)一般選用具有較高耐火性的材料。平日里系統(tǒng)處于開啟狀態(tài)，只有發(fā)生火災(zāi)時(shí)，才會(huì)自動(dòng)關(guān)閉系統(tǒng)，因?yàn)橥ㄟ^(guò)關(guān)閉系統(tǒng)讓樓層于幕墻之間的夾層完全密封住，通過(guò)隔絕空氣以及路徑使得煙氣以及火源得到及時(shí)控制，防止大范圍蔓延。在利用這種方案時(shí)，根據(jù)前文中提到的火災(zāi)情況，理論上是通過(guò)關(guān)閉系統(tǒng)保證呼吸式玻璃幕墻與樓層的縫隙密封住，滿足了防火的理論需要，并且通過(guò)隔斷空氣流通，切斷了煙氣與火勢(shì)蔓延的機(jī)率，但根據(jù)我國(guó)目前僅從現(xiàn)有的防火材料以及設(shè)施技術(shù)來(lái)看，這種方案實(shí)施性并不高，并且設(shè)備也尚未完全達(dá)標(biāo)，即使可以勉強(qiáng)進(jìn)行操作，但是在安全系數(shù)方面也不會(huì)很高，并且很難預(yù)算出其具體防火的程度。所以，根據(jù)分析并不建議使用這種方案處理。

6? 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)以上三種措施的描述以及模擬火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的來(lái)看，方案一在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，并不能有效做到降低呼吸式玻璃幕墻夾層通過(guò)蔓延高溫?zé)煔?，并且?duì)于防火蔓延而引起的火災(zāi)措施有所欠缺。方案三雖然在分析中具有較強(qiáng)的說(shuō)服力，但是具體實(shí)施工程，由于設(shè)備以及技術(shù)尚未完全達(dá)標(biāo)而受到限制，并且對(duì)于實(shí)踐中的理論指導(dǎo)也處于嚴(yán)重匱乏的階段，即使貿(mào)然操作也有極大的失敗率;方案二則是在三種方案中最為廣泛采用的一種，它基本可以實(shí)現(xiàn)火災(zāi)中對(duì)于防火的各項(xiàng)要求，并且基本不會(huì)出現(xiàn)負(fù)面影響，對(duì)于施工單位來(lái)說(shuō)，資金的投入也相對(duì)較低。雖然方案二的操作性相對(duì)于其他較高，但是遇見更嚴(yán)重的火災(zāi)時(shí)，就是最好的解決方法，所以，這就要求我國(guó)應(yīng)當(dāng)加大建筑行業(yè)中呼吸式幕墻的研究力度，為日后發(fā)生火災(zāi)是可以第一時(shí)間進(jìn)行防火措施提供基礎(chǔ)，為建筑行業(yè)幕墻的發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的保障。

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