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防火玻璃幕墙的技术要点及难点

2018/2/6 10:08:24 http://www.glass.com.cn 来源:《中国建筑金属结构》杂志 作者: 点击数:4270

中国玻璃网】近年来,在深圳地区幕墙及外装饰工程的施工图强制性审查及咨询过程中,发现有较多的防火玻璃幕墙的设计不符合相关规范要求,出现安全隐患。本文针对防火玻璃幕墙的技术要点,进行了归纳、总结。

  1.概述

  在建筑设计中,因建筑的高度、使用性能、重要性和火灾扑救难度等,把建筑分为一级、二级、三级、四级的耐火等级,建筑越高、越重要的建筑的耐火等级要求就越高,耐火等级一级为很高。不同耐火等级的建筑,其防火分区的面积也不相同。按照《建筑设计防火规范》的防火防烟等要求,在避难层、步行街、中庭等位置,必要时,必须采用防火玻璃幕墙,以防止火势的蔓延,阻止窜烟,以保证疏散及避难的安全性。

  与防火玻璃幕墙有关的规范主要有:《建筑设计防火规范》GB50016-2014(2015年5月1日起实施)、《建筑用安全玻璃》一部分《防火玻璃》GB15763.1-2009、《钢结构防火涂料》GB14907-2002、《建筑钢结构防火技术规范》CECS200-2006等。

  2.基本名词的理解

  2.1防火玻璃幕墙系统,由防火玻璃、防火钢框架、防火五金及防火密封材料等组成,能有效控制建筑物火灾蔓延至相邻区域的时间,且耐火时间不低于消防规范要求的不燃性墙体。

  2.2耐火完整性,在标准耐火试验条件下,建筑分隔构件当其一面受火时,能在一定时间内,防止火焰和烟雾穿透或背面窜火的能力。

  2.3耐火隔热性,在标准耐火试验条件下,建筑分隔构件当其一面受火时,能在一定时间内,控制其背火面平均温度及很高温度不超过某个温度值,以达到防热辐射的效果。

  3.防火玻璃幕墙的技术要点及难点

  3.1防火玻璃幕墙的概念

  防火玻璃幕墙,我们一般称之为防火玻璃幕墙系统或防火玻璃隔断系统。防火玻璃幕墙系统应由钢框架、防火玻璃、阻燃密封胶条、阻燃密封胶、钢制连接件及五金组成,其连接钢框架的锚固件不应采用改性环氧树脂为锚固药剂的化学螺栓,应采用机械锚固类型的锚栓连接。防火玻璃幕墙的典型节点如下图:

  防火玻璃幕墙的钢立柱应设置为垂吊受拉式,应避免采用坐立承压式,以避免在火情时受压失稳,进而导致倒塌、破坏。采用垂吊受拉式钢立柱的防火玻璃幕墙系统,钢型材一般是不需要做防火涂料处理的,但防火幕墙整体系统的耐火性能应有相关的试验报告,以试验报告的结果为准。防火玻璃幕墙耐火试验如下图所示:

  钢结构表面的镀锌层或氟碳面等表面防护,不影响其钢结构的防火性能。应注意,合金龙骨是不耐火的,防火玻璃幕墙的耐火极限一般要求不小于1.00小时,在铝合金龙骨表面喷涂防火涂料,是无法满足防火要求的。国外有个别国家的防火玻璃幕墙,直接用铝合金型材做防火幕墙的支撑骨架,在铝合金龙骨内填充特殊的物质,但工艺复杂,成本高昂,在国内极少使用。

  一般情况下,防火玻璃板块的面积越小,越容易满足一定时间的耐火极限要求,同理,防火玻璃板块的面积越大,越不容易满足一定时间的耐火极限要求。

  3.2防火玻璃幕墙的玻璃种类

  防火玻璃幕墙采用防火玻璃。防火玻璃分为A类和C类。A类防火玻璃有耐火隔热性和耐火完整性的相关要求,C类防火玻璃只有耐火完整性的相关要求。防火玻璃主要有复合防火玻璃、灌浆防火玻璃、单片防火玻璃。其中,A类防火玻璃有复合防火玻璃、灌浆防火玻璃,单片防火玻璃如铯钾防火玻璃,属于C类防火玻璃。复合防火玻璃如下图所示:

  应特别注意,防火玻璃的隔热与节能标准中的隔热是不相同的概念,防火玻璃的隔热,是指火灾状态下有效控制受火面空间的热量传递到背火面空间,也称防热辐射性能。而幕墙节能的保温隔热性能,是指室内外产生温差时,有效控制热量传导速度,以达到节能目的,也称热传导系数K值。

  3.3隔热防火玻璃幕墙的相关要点

  具有耐火隔热性和耐火完整性要求的防火玻璃幕墙系统,一般分为甲级、乙级、丙级,其耐火隔热性和耐火完整性分别为不小于1.50h、1.00h、0.50h,应采用全明框玻璃幕墙的支承形式,其钢立柱采用垂吊受拉式。玻璃采用复合防火玻璃。

  复合防火玻璃是由浮法玻璃(或半钢化玻璃、钢化玻璃)和防火胶夹层组成的。火情时,因受火面玻璃遇到高温后很快就炸裂了,防火胶夹层慢慢发泡膨胀,很大可以发泡膨胀约十倍。复合防火玻璃固定在钢结构明框支承结构的槽口内,虽玻璃的防火胶夹层受热膨胀,但受火面玻璃遇到高温后很快就炸裂了,因而明框槽口内防火玻璃防火胶夹层会向已破碎的面板等没有约束的方向膨胀,虽槽口内的防火玻璃防火胶夹层在进出位方向也会有微量的膨胀,但钢结构在火情高温作用下,钢结构高温,钢结构槽口的刚度变弱,有利于适应复合防火玻璃的微膨胀需求,从而达到耐火完整性的要求。防火胶夹层发泡膨胀,吸收火焰燃烧所带来的高热量,形成不透明的防火胶板,有效起到阻隔热传导的作用。在火烧到一定时间后,防火胶受热发泡膨胀脱落,进而导致下一片玻璃的破碎,下一片防火胶的受热发泡膨胀,有效阻隔热传导。





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