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貴州玻璃廠為您介紹防火玻璃幕牆的技術要點及難點

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貴州玻璃廠為您介紹防火玻璃幕牆的技術要點及難點

發布日期:2018-02-23 作者: 點擊:

貴州玻璃廠為您介紹防火玻璃幕牆的技術要點及難點



1.概述


貴州玻璃廠發現在建築設計中,因建築的高度、使用性能、重要性和火災撲救難度等,把建築分為一級、二級、三級、四級的耐火等級,建築越高、越重要的建築的耐火等級要求就越高,耐火等級一級為最高。不同耐火等級的建築,其防火分區的麵積也不相同。按照《建築設計防火規範》的防火防煙等要求,在避難層、步行街、中庭等位置,必要時,必須采用防火玻璃幕牆,以防止火勢的蔓延,阻止竄煙,以保證疏散及避難的安全性。

與防火玻璃幕牆有關的規範主要有:《建築設計防火規範》GB50016-2014(2015年5月1日起實施)、《建築用安全玻璃》第一部分《防火玻璃》GB15763.1-2009、《鋼結構防火塗料》GB14907-2002、《建築鋼結構防火技術規範》CECS200-2006等。


2.基本名詞的理解


2.1 防火玻璃幕牆係統,由防火玻璃、防火鋼框架、防火五金及防火密封材料等組成,能有效控製建築物火災蔓延至相鄰區域的時間,且耐火時間不低於消防規範要求的不燃性牆體。


2.2 耐火完整性,在標準耐火試驗條件下,建築分隔構件當其一麵受火時,能在一定時間內,防止火焰和煙霧穿透或背麵竄火的能力。


2.3耐火隔熱性,在標準耐火試驗條件下,建築分隔構件當其一麵受火時,能在一定時間內,控製其背火麵平均溫度及最高溫度不超過某個溫度值,以達到防熱輻射的效果。


3.防火玻璃幕牆的技術要點及難點


3.1 防火玻璃幕牆的概念

防火玻璃幕牆,英皇娱乐一般稱之為防火玻璃幕牆係統或防火玻璃隔斷係統。防火玻璃幕牆係統應由鋼框架、防火玻璃、阻燃密封膠條、阻燃密封膠、鋼製連接件及五金組成,其連接鋼框架的錨固件不應采用改性環氧樹脂為錨固藥劑的化學螺栓,應采用機械錨固類型的錨栓連接。防火玻璃幕牆的典型節點如下圖:


貴州玻璃廠發現防火玻璃幕牆的鋼立柱應設置為垂吊受拉式,應避免采用坐立承壓式,以避免在火情時受壓失穩,進而導致倒塌、破壞。采用垂吊受拉式鋼立柱的防火玻璃幕牆係統,鋼型材一般是不需要做防火塗料處理的,但防火幕牆整體係統的耐火性能應有相關的試驗報告,以試驗報告的結果為準。防火玻璃幕牆耐火試驗如下圖所示:


                          

鋼結構表麵的鍍鋅層或氟碳麵漆等表麵防護,不影響其鋼結構的防火性能。應注意,鋁合金龍骨是不耐火的,防火玻璃幕牆的耐火極限一般要求不小於1.00小時,在鋁合金龍骨表麵噴塗防火塗料,是無法滿足防火要求的。國外有個別國家的防火玻璃幕牆,直接用鋁合金型材做防火幕牆的支撐骨架,在鋁合金龍骨內填充特殊的物質,但工藝複雜,成本高昂,在國內極少使用。

一般情況下,防火玻璃板塊的麵積越小,越容易滿足一定時間的耐火極限要求,同理,防火玻璃板塊的麵積越大,越不容易滿足一定時間的耐火極限要求。


3.2 防火玻璃幕牆的玻璃種類

防火玻璃幕牆采用防火玻璃。防火玻璃分為A類和C類。A類防火玻璃有耐火隔熱性和耐火完整性的相關要求,C類防火玻璃隻有耐火完整性的相關要求。防火玻璃主要有複合防火玻璃、灌漿防火玻璃、單片防火玻璃。其中,A類防火玻璃有複合防火玻璃、灌漿防火玻璃,單片防火玻璃如銫鉀防火玻璃,屬於C類防火玻璃。複合防火玻璃如下圖所示:


應特別注意,防火玻璃的隔熱與節能標準中的隔熱是不相同的概念,防火玻璃的隔熱,是指火災狀態下有效控製受火麵空間的熱量傳遞到背火麵空間,也稱防熱輻射性能。而幕牆節能的保溫隔熱性能,是指室內外產生溫差時,有效控製熱量傳導速度,以達到節能目的,也稱熱傳導係數K值。


3.3 隔熱防火玻璃幕牆的相關要點

具有耐火隔熱性和耐火完整性要求的防火玻璃幕牆係統,一般分為甲級、乙級、丙級,其耐火隔熱性和耐火完整性分別為不小於1.50h、1.00h、0.50h,應采用全明框玻璃幕牆的支承形式,其鋼立柱采用垂吊受拉式。玻璃采用複合防火玻璃。

複合防火玻璃是由浮法玻璃(或半鋼化玻璃、鋼化玻璃)和防火膠夾層組成的。火情時,因受火麵玻璃遇到高溫後很快就炸裂了,防火膠夾層慢慢發泡膨脹,最大可以發泡膨脹約十倍。複合防火玻璃固定在鋼結構明框支承結構的槽口內,雖玻璃的防火膠夾層受熱膨脹,但受火麵玻璃遇到高溫後很快就炸裂了,因而明框槽口內防火玻璃防火膠夾層會向已破碎的麵板等沒有約束的方向膨脹,雖槽口內的防火玻璃防火膠夾層在進出位方向也會有微量的膨脹,但鋼結構在火情高溫作用下,鋼結構高溫,鋼結構槽口的剛度變弱,有利於適應複合防火玻璃的微膨脹需求,從而達到耐火完整性的要求。防火膠夾層發泡膨脹,吸收火焰燃燒所帶來的高熱量,形成不透明的防火膠板,有效起到阻隔熱傳導的作用。在火燒到一定時間後,防火膠受熱發泡膨脹,最後脫落,進而導致下一片玻璃的破碎,下一片防火膠的受熱發泡膨脹,有效阻隔熱傳導。


3.4非隔熱防火玻璃幕牆的相關要點

隻有耐火完整性要求,沒有耐火隔熱性要求的防火玻璃幕牆係統,一般采用鋼製明框支撐的結構形式,其鋼立柱采用垂吊受拉式。一般采用單片防火玻璃、以及采用單片防火玻璃與鋼化玻璃組合的夾膠防火玻璃或中空防火玻璃等。

對采用單片防火玻璃或由其組成的夾膠或中空玻璃的隻有耐火完整性要求的防火幕牆,其鋼龍骨不應采用防火塗料。在火情時,玻璃受火麵溫度急劇升高,玻璃受熱而熱脹,玻璃向受火側鼓起,玻璃很快形成大肚子。這時,沒有防火塗料的鋼型材,因受火側的溫度急劇升高,鋼材在受火一側也受熱而熱脹,並向受火側鼓起,鋼架也將形成大肚子,從而達到了變形的協調。

當火情到了一定的時間,受火側和背火側的溫度相近時,玻璃和鋼型材因內外的熱應力達到平衡,他們的大肚子又慢慢收回去,進而達到了新的變形協調,且鋼立柱處於垂吊受拉狀態,鋼立柱不會失穩,從而達到了整幅防火幕牆的耐火完整性的效果。

如果鋼材塗刷了防火塗料,玻璃要向受火側鼓起,而鋼材卻因有防火塗料而巍然不動,無法達到變形的協調性,防火玻璃無法自由變形,防火玻璃很快就破壞。

所以,對沒有隔熱要求的防火玻璃幕牆,即采用銫鉀防火玻璃的防火玻璃幕牆,其鋼龍骨不應采用防火塗料。


3.5坐立承壓式立柱的防火玻璃幕牆的注意要點

如果鋼立柱因現場條件限製,需要采用坐立承壓式的受力模式,怎麽解決其防火問題?

對具有耐火隔熱性和耐火完整性要求的防火玻璃幕牆係統,因其複合玻璃在受火麵一側受熱膨脹鼓肚子的程度較細微,所以,其鋼立柱可以采用坐立承壓式的受力模式,但鋼立柱必須采用防火塗料處理。至於鋼立柱在火情時的承載力,應按《建築鋼結構防火技術規範》CECS200-2006的相關條文規定進行驗算。

采用銫鉀防火玻璃的防火玻璃幕牆的鋼立柱,盡量不要讓鋼立柱處於受壓力的狀態,因火災時鋼立柱處於變形狀態,存在鋼立柱結構失穩整體坍塌風險。若鋼立柱刷防火塗料保護,銫鉀防火玻璃會在火情初期,在受火麵一側受熱膨脹變形鼓肚子,鋼框架若不隨之同步變形,防火玻璃將會處於局部受壓而炸裂破壞。

因此在設計防火幕牆分格及結構布置時須注意以上風險,盡量做到立麵外觀及防火功能同時兼顧。

3.6怎樣采用C類玻璃來滿足A類玻璃的耐火隔熱要求

具有耐火隔熱性和耐火完整性要求的防火玻璃幕牆係統,根據GB50016-2014條款規定選用具有耐火完整性的非隔熱防火玻璃幕牆代替時,應設置自動噴水滅火係統進行保護。自動噴水滅火係統一般安裝在幕牆的室內側。


3.7如何讓防火玻璃幕牆滿足節能要求

如有傳熱係數和遮陽要求,可以把防火玻璃和鋼化玻璃組成中空合片,防火玻璃一般放在中空合片的內片,可在外片鋼化玻璃的內側設置Low-E膜。在非嚴寒且有節能要求的地區,一般不建議把銫鉀玻璃放在中空玻璃合片的外片位置,因為在該類地區,一般會把Low-E膜設在外片玻璃的內側,則該片玻璃既是銫鉀防火玻璃,又設置Low-E膜,製作工藝複雜,成本高昂,供貨周期長,存在較多的不利因素。


3.8防火玻璃幕牆的防煙設計要點

防火玻璃嵌在C型槽鋼內,在玻璃與C型槽鋼的內外側的其中一側設置阻燃的、遇熱膨脹的密封膠條,另一側可用普通的阻燃密封膠條,或采用阻燃的的、遇熱膨脹的密封膠條,這樣可以達到防煙的目的。


3.9防火玻璃幕牆的其他注意要點

如采用半隱框的支承形式,則隱框邊處的壓板應設置於中空玻璃合片的前後片之間,壓板應采用不鏽鋼。該種防火玻璃合片的玻璃設置方式,存在其不足之處,在火情時,中空玻璃的空氣層,空氣受高溫膨脹,且熱量外傳,進而容易導致外片破碎,如果該防火玻璃位於較高的位置,將導致二次傷害。

但因國家38號文要求,較多的建築部位禁止全隱框玻璃幕牆,因而全隱框防火玻璃幕牆形式基本不被使用。若確實因玻璃幕牆外觀因素,需采用全隱框防火幕牆時,須與相關部門及專業廠家進行技術溝通、論證、試驗。


4.防火玻璃幕牆施工的注意要點


4.1防火玻璃幕牆牆的相關資格認證及檢驗

4.1.1防火玻璃幕牆的施工進場,施工單位必須提供2個報告,分別是:防火玻璃的型式試驗報告;防火玻璃幕牆係統的型式試驗報告。型式試驗報告是生產廠家資格認證,類似於幕牆施工單位的一級施工資質證書。即首先要對防火玻璃廠家的認可,還有對防火玻璃幕牆生產單位的認可。如果沒有以上兩個型式試驗報告,則該防火玻璃幕牆工程的驗收是不合規的。

4.1.2防火玻璃幕牆的施工驗收,必須通過有相關資質的消防產品檢測中心的委托檢驗來完成。根據防火幕牆工程的防火幕牆尺寸、玻璃配置差異,施工單位對進場防火幕牆進行監理公司見證委托檢驗,工程所在地的檢測機構即可。因防火玻璃幕牆的尺寸及玻璃配置的差異很大,所以,防火玻璃幕牆與防火門窗不同。防火玻璃幕牆沒有3C認證這一環節。


4.2鋼結構防火塗料的注意要點

以上提及的坐立承壓式鋼立柱,因立柱承受壓力,在火災時,立柱承載力下降,立柱容易受壓失穩,一般情況下,坐立承壓式鋼立柱需做防火塗料處理。

防火塗料的主要規範有《鋼結構防火塗料》GB14907-2002,其4.1.2條有一些規定:

鋼結構防火塗料按使用場所分為室內鋼結構防火塗料和室外鋼結構防火塗料。

鋼結構防火塗料按厚度分為超薄型、薄型、厚型防火塗料。

超薄型鋼結構防火塗料的厚度≤3mm;

薄型鋼結構防火塗料的厚度為3~7mm;

厚型鋼結構防火塗料的厚度為大於7mm,且≤45mm。

一般的,耐火極限1.00h和1.50h的鋼結構,超薄型防火塗料可滿足該耐火極限的要求。防火塗料的厚度及耐火極限的對應關係,應谘詢防火塗料的專業廠家。

防火塗料的施工方式主要有:噴塗、抹塗、刷塗、輥塗、刮塗等。鋼材防火塗料的施工的應注意:鋼材必須做好防鏽防腐處理。在做了防鏽防腐處理(熱鍍鋅或鐵紅底漆、紅丹底漆等)之後,直接塗刷防火塗料。如果防鏽防腐沒有做好,有鏽點,以後鏽點擴大、膨脹,防火塗料將局部脫落。

如果防火塗料的麵上還要做氟碳噴塗,則應在防火塗料刮上與防火塗料相容的膩子(水性防火塗料采用水性的膩子,油性防火塗料采用油性的膩子),上完膩子,之後批平拋光,接著,上透明封固底漆(與膩子的水性、油性無關),最後噴塗氟碳漆。


5.小結


火災時,防火玻璃幕牆的防火有效性,是防止火勢的蔓延,阻止竄煙,保證安全疏散和避難的關鍵。防火玻璃幕牆的設計、材料選擇、工廠加工、現場安裝及相關試驗,都關係到防火玻璃幕牆防火的有效性,應按照國家的相關規範及公安部的相關規定,貴州玻璃廠提醒您做好每一個環節的相關工作,確保火災時安全疏散和避難。


來源:《中國建築金屬結構》雜誌


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