探讨玻璃幕墙防火处理

2013-08-15王契明

中国建筑金属结构 2013年4期

王契明

（深金宇装饰工程设计有限公司，广东深圳 518000）

1 玻璃幕墙的火灾特性

首先，如果玻璃幕墙建造不合理或者消防设计存在问题，一旦发生火灾就容易在横向和纵向上同时蔓延开来。一般所说的玻璃幕墙包含了墙和窗两部分，因为普通玻璃在高温下易破裂，假如在横向和纵向上缺乏有效的防火隔离措施，一旦发生火灾，火、烟就会顺势从幕墙外墙壁和内表蔓延到旁边的楼层。

其次，玻璃遇火破碎掉落后会对灭火玻璃造成影响。通常幕墙材质主要是玻璃、铝合金框架或者造型钢架。当温度达到6000度时，型钢就会熔化；而铝合金在温度达到2500度到3300度时就会熔化，所以在火灾环境中，使得玻璃很容易破碎掉落。此外在高温环境中，玻璃本身就有破裂的特性，从而加大了安全疏散以及消防灭火的难度。

最后，浓烟不容易排出，阻碍了安全疏散和消防灭火。考虑到墙体结构稳定以及封闭性，玻璃幕墙往往没有开肩窗，就算开了肩窗，为了保证窗户框架安全，窗户基本都很小，同时窗户开口为上悬，和墙面夹角最多到45度，这样一来不仅缩小了通风口面积，而且窗户多开在幕墙上方，而墙面下方没有窗户通风，使得外压大于内压，一旦发生火灾，浓烟很难排出。另外，墙面窗户位置太高，往往很难够到，在危急情形下不能及时开启，从而带来严重安全隐患。根据上述原因分析，玻璃幕墙不具备良好的自然排烟功能。一旦发生火灾，浓烟必然会大量在室内集聚，很难及时有效排出，从而阻碍安全疏散以及消防灭火。

2 玻璃幕墙材料的防火处理

2.1 钢材的防火处理

通常钢架在高温中承受极限时间只有15分钟，和玻璃幕墙防火承受极限要求还有很大差距，因此必须对墙体钢架进行防火处理。一般来说，钢架防火处理主要有以下两种方法。

2.1.1 防火涂料的涂覆

主要是把涂料涂抹在钢架表面，可以用来隔热防火，保护钢架功能完整，提高材料耐高温性，这种涂料也叫做钢架防火涂料。根据涂层厚度不同，涂料可以分为三种，即厚层、薄层以及超薄层。例如厚层涂料通常厚度在8毫米到50毫米之间，涂层表面呈颗粒状，比较稀疏，热传导能力差，高温承受时间在半小时到三小时，由于厚层涂料涂抹厚度大，干密度不高，不能承受建筑太大压力，而且热传导性不强，可以有效隔热防火。这种涂料适用于建筑工程完成后，一些围护、隔离和遮蔽建造的建筑物墙面，防火涂层并没有很高的美观要求，但必须使高温承受极限时间超过一个半小时，像超高层全钢架等。

2.1.2 包封法防火处理

这种方法主要是用隔热防火材料把钢架进行包封处理，从而防止高温损坏钢架。具体来说，包封防火处理法主要包括以下措施：（1）钢架围护处理：利用防火吊顶以及隔离墙体来包围保护钢架，防止钢架接触高温；（2）防火材料包封钢架表面：可以采用防火材质的板料，像石膏板、硅钙板以及蛭石板等在钢架上进行粘贴和固定。一般来说，25毫米的蛭石板可以把钢架高温承受极限时间提高到90分钟；（3）把无机隔热防火涂料喷涂在钢架表面：主要涂料包括蛭石粉、石膏、玻璃纤维、矿棉纤维、水泥砂浆、珍珠岩粉等。像在钢架表面涂抹50型金属网砂浆进行保护，涂层厚度为25毫米，钢架高温承受极限时间可以达到48分钟。如果涂层厚度为50毫米，钢架高温承受极限时间可以达到81分钟。

3 玻璃的防火处理

一般玻璃碰到高温就会破裂，防火能力极差，和玻璃幕墙防火隔离要求有很大差距，因此一般材质玻璃必须经过防火处理，从而提升玻璃耐高温能力。通常防火玻璃主要包括下面几种：

3.1 夹丝防火玻璃

这种玻璃主要是把金属丝网复合材料添加到两层玻璃间的有机胶层中或者无机胶粘剂层中。由于玻璃中添加了金属丝网，整体强度和抗压能力大大提升，同时可以把防火警报器和热感应器连接到玻璃上，用来预防火灾。夹丝防火玻璃材质主要是无机玻璃，有机胶层为聚氯乙烯胶或者聚乙烯醇缩丁醛胶，无机胶粘剂成分主要是水和金属盐，包括磷酸盐、铝酸盐、硅酸盐等，采用不锈钢材料作为金属丝。这种玻璃存在一个缺点，就是不太透光。

3.2 复合防火玻璃

因为夹丝防火玻璃透光性差，如果玻璃使用特殊材料，会大大增加成本，昂贵的售价难以被人们接受，现在市场上比较常见的是透明夹层复合防火玻璃。这种玻璃通常由至少两层的一般玻璃叠加组成，玻璃层间用透明的防火胶粘剂粘合，而且这种胶剂会受热膨胀。关于复合防火玻璃，人们主要关注的是粘合玻璃的透明防火胶粘剂，这是由于防火胶粘剂的质量水平直接决定了防火玻璃的性能优劣。

3.3 高强度防火玻璃

实际上，这是一种单片的铯钾防火玻璃，这种玻璃采用了最新工艺科技，目前已广泛投产应用，其优点是强度大、抗压性好，能有效隔热防火，现在大部分主要用于防火建筑外墙的玻璃幕墙以及门窗材料。高强度防火玻璃是由浮法玻璃经过化学和物理处理制成，能够在1000度的高温环境中保持不破裂84分钟到183分钟，对火势和浓烟蔓延起到很好控制作用，为安全疏散提供充足时间，保证火灾救援顺利进行。