浅谈呼吸式玻璃幕墙的防火

邹波

摘    要：在日常生活中，一旦建筑大楼发生意外火灾等事故，玻璃幕墙在建筑工程过程中占据及其重要作用，所以建筑行业中玻璃幕墙的运用也越来越广泛。本文将根据我国目前呼吸式玻璃幕墙自身特点以及在火灾事故中的使用效果，包括模拟现场以及对烟气弥漫的描述，针对三种不同的呼吸式玻璃幕墙方案进行细致分析，提出其各自优点以及相应的解决措施，希望为日后呼吸式玻璃幕墙在建筑行业中针对于防火方面起到有效指导。

关键词：呼吸式玻璃幕墙;火灾烟气;防火措施

1  引言

外表华丽气派是玻璃幕墙最显著的特点，除此之外，其优良的质感以及能够很好的达到采光效果也是先于其他幕墙特有的优势，进而在最近几年，玻璃幕墙在建筑设计中备受好评。随着现代建筑行业的广泛应用，虽然和其他传统的幕墙相比其具有非常好看的外观，并为城市现代化发展提供一道美丽的建筑风景线，但是玻璃幕墙同时也存在着很多弊端，光污染严重、室内环境相对较差以及防火效率不够显著也是其明显问题。在众多问题中，由于在建筑工程中并没有做到很好的防火效果与人们日益增长的生活需求相矛盾，进而玻璃幕墙的此类弊端必须得到合理改善。在建筑行业的技术人员深入分析研究之下，呼吸式玻璃幕墙随之诞生，其最大的特点就是可以在原有玻璃幕墙的优点之下，进行对其弊端的有效改善，并且在具体火灾中起到防火措施。

2  实际工程范例

某一座城市里一栋的高层综合楼，其类别为第一类别且耐火等级为一级，假设地上共有25层，地下只有2层，将地下车库与便利超市建设在地下，并且把一层到六层设置为展览区域，七层到二十五层设置为行政办公室，作为日常办公场所，并且在这第七层到第二十五层中，在南面墙中设置呼吸式玻璃幕墙，其中间夹层的厚度选为580mm。再根据整栋楼的消防安全规范准则，分别设置了自动警报系统、室内外消防安全管理系统等等。除此之外，在整个建筑的过道、电梯、地下车库与大型商场等位置均装置了机械式排烟系统。根据相关关规定“填充物使用材料应该隔绝燃烧的材料”。假设外墙体耐火最高极限为1.00h不燃烧体的话，那么难燃烧得材料当做填充物放入其内。如果建筑幕墙的窗槛墙高度在0m～0.8m之内，那么应当装置耐火极限大于1.00h且高度大于80mm的隔绝燃烧墙体或者防火玻璃墙，位置应当选在每层楼层外沿部分。而针对于建筑幕墙和每一楼层楼板、隔墙位置的间隙，可以选用防火封堵性高的材料进行解决所以，如果建筑幕墙之间不设置防火层的话，就很难满足消防安全规范性，可是如果过于严格的遵守相关规范，呼吸式玻璃幕墙通风的美观性将大大降低，并且对于其性能也有下降，从而很难把其特有的优势以及特征体现出来。

本文将通过分析其防火性能，几种火灾场景的设计方案来分析出哪一种呼吸式玻璃幕墙设立最为适用并且效果也十分可观，因为呼吸是玻璃幕墙在设置过程中存在夹层里的空间，所以当火灾发生的时候火灾产生的烟雾在弥漫的过程中垂直距离长，呼吸式玻璃幕墙的烟囱作用就会很明显。所以，當对火灾场景进行设计的时候，应该把引起火灾的位置设定在低处楼层，来观测出烟雾弥漫后最危险的地理位置以及火势情况。本文就把引起火灾的具体位置假定为第七层房间来分析火灾产生烟雾和火势从房间蔓延至呼吸式玻璃幕墙具体情况。

3  烟雾流动性特点探究

第一方案为：呼吸式玻璃幕墙和房间根据一般开启方式，设立12cm的挑檐，同时在每个楼层都设置0.8m窗槛墙。这项方案一经采用，在出现火灾时，按照有概率发生的情况和经验性的有关数据，烟雾模拟情景如下：火灾产生的烟雾会在火灾发生后八十秒左右时蔓延到呼吸墙的顶端，呼吸式玻璃幕墙夹层内最大的流速可以达到八十米每秒左右;对于温度方面上看，起火的房间外部的温度可以达到260℃，与起火房间竖直相距十五米左右，温度依然高达200℃.所以很容易产生烟雾，而且烟雾的温度较高会使玻璃幕墙产生破裂的情况。综上可以知道这项方案有可能在竖向上产生火灾蔓延的情况，因此为呼吸式玻璃幕墙选择防火的方案之后，不建议使用这项方案。

4   烟气流动特性分析

第二方案为：呼吸幕墙与房间内部形成传统式开启模式，挑檐为11cm，并且每层设置有窗槛，一般选取80cm，房间内部窗户附近安置自动喷水头，在出现火灾时，可以最大限度的降低火势周围蔓延，并且防止火灾烟气处于高温状态进去呼吸式墙面。在利用这种方案时，需要根据具体火源位置，房间窗户附近的喷头可以在65s内完成初步措施，当火灾发生在八楼时，房间窗户附近的喷头可以在170秒内完成初步措施，除此以上的楼层起火则没有喷头进行动作，一般来说，火灾时烟气蔓延需要110秒左右才可以达到呼吸式玻璃幕墙的顶端，玻璃幕墙的夹层中最大空气流通量为5.6m/s。从温度的角度分析可得出，在呼吸式玻璃幕墙正上方房间起火时，室外温度达到160℃左右，室内温度最高可以达到222℃，并且对于起火房间上方一层温度达到95℃，上方两层温度达到65℃。所以，在正上方房间起火时并不会直接导致呼吸式玻璃幕墙中间的夹层引起烟气带来的蔓延效果，及时出现烟气蔓延过来的情况，也可以通过呼吸式幕墙内置有喷头，及时采取防火措施，从而给蔓延的烟气进行降温处理，大大降低了火势蔓延的可能性。通过以上的模拟火灾分析，可以明显看出呼吸式玻璃幕墙的夹层处理可以有效的减少火灾烟气蔓延而引起的火灾，从而降低火灾蔓延的几率。所以在发生火灾时，更建议采用这种方法作为有效措施。

5  烟气流动特性分析

第三方案为：利用增加活动隔板来增加对火势蔓延的控制，一般装置于呼吸式玻璃幕墙于楼层之间，装置时一般选用具有较高耐火性的材料。平日里系统处于开启状态，只有发生火灾时，才会自动关闭系统，因为通过关闭系统让楼层于幕墙之间的夹层完全密封住，通过隔绝空气以及路径使得烟气以及火源得到及时控制，防止大范围蔓延。在利用这种方案时，根据前文中提到的火灾情况，理论上是通过关闭系统保证呼吸式玻璃幕墙与楼层的缝隙密封住，满足了防火的理论需要，并且通过隔断空气流通，切断了烟气与火势蔓延的机率，但根据我国目前仅从现有的防火材料以及设施技术来看，这种方案实施性并不高，并且设备也尚未完全达标，即使可以勉强进行操作，但是在安全系数方面也不会很高，并且很难预算出其具体防火的程度。所以，根据分析并不建议使用这种方案处理。

6  结束语

综上所述，通过以上三种措施的描述以及模拟火灾现场的来看，方案一在发生火灾时，并不能有效做到降低呼吸式玻璃幕墙夹层通过蔓延高温烟气，并且对于防火蔓延而引起的火灾措施有所欠缺。方案三虽然在分析中具有较强的说服力，但是具体实施工程，由于设备以及技术尚未完全达标而受到限制，并且对于实践中的理论指导也处于严重匮乏的阶段，即使贸然操作也有极大的失败率;方案二则是在三种方案中最为广泛采用的一种，它基本可以实现火灾中对于防火的各项要求，并且基本不会出现负面影响，对于施工单位来说，资金的投入也相对较低。虽然方案二的操作性相对于其他较高，但是遇见更严重的火灾时，就是最好的解决方法，所以，这就要求我国应当加大建筑行业中呼吸式幕墙的研究力度，为日后发生火灾是可以第一时间进行防火措施提供基础，为建筑行业幕墙的发展提供坚实的保障。

参考文献：

[1] 徐聪辉.李明瑞.浅议呼吸式玻璃幕墙幕墙的防火措施应用 [D].艺术科技，2019（7）.

[2] 曹相智.刘方.浅谈呼吸式幕墙的防火原理 [J].东方企业管理（下旬刊），2019（8）.