防火玻璃性能化設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用分析

摘要：性能化方法作為一種新型的防把設(shè)計(jì)方法已連漸深入到我國(guó)的建筑設(shè)計(jì)開(kāi)業(yè)中新思路、新站構(gòu)、新產(chǎn)品在設(shè)計(jì)過(guò)程中得到了發(fā)揮運(yùn)用防足玻璃作為建筑防足設(shè)計(jì)中的新型材料．介紹了其在某高層建筑中作為耐趕分麗的應(yīng)用隸倒-適用實(shí)驗(yàn)敷據(jù)和計(jì)算機(jī)璉缸技術(shù)時(shí)其防托性能進(jìn)行了分析，井提由了相應(yīng)的管理要求。

在現(xiàn)行建筑防火設(shè)計(jì)中一般采用的防火玻璃是一種新型的建筑用功能材料。它是由兩層或兩層以上玻璃用透明防火膠牯結(jié)在一起制成的平時(shí)它和普通玻璃一樣是透明的，在遇火幾分鐘后，中間膜即開(kāi)始膨脹發(fā)成很厚的泡沫狀的絕熱層，這種絕熱層能夠阻止火焰蔓延和熱傳遞．把火災(zāi)限制在著火點(diǎn)附近的小區(qū)域內(nèi)，起到防火保護(hù)作用勝能好的防火玻璃．在l000C以上的高溫下仍有良好的防火阻燃性．這種透明防火安全玻璃可作為高級(jí)賓館、影劇院、展覽館、機(jī)場(chǎng)、體育館、醫(yī)院、圖書(shū)館、商廈等公共建筑以及其它沒(méi)有防火分區(qū)要求的民用和公用建筑的防火門(mén)、防火窗和防火隔斷等范圍的理想防火材料．但這種防火玻璃從裝飾角度和透光性來(lái)說(shuō)．不如單片防火玻璃。單片防火玻璃的透光性和耐火性都非常良好，但隔熱性效果不如復(fù)合防火玻璃效果好。

筆者在對(duì)某一高層建筑進(jìn)行性能化防火設(shè)計(jì)的過(guò)程中．針對(duì)防火玻璃的防火性能．對(duì)該工程中采用防火玻璃作為防火分隔的科學(xué)性進(jìn)行了定量分析．同時(shí)在使用管理方面提出了相應(yīng)的要求。

一、工程概述

該工程總建筑面積2．1×1O m．為一類(lèi)高層民用建筑，工程商業(yè)區(qū)總建筑面積7．9×l0、n1．地上六層．地下一層．主體高度35rll，首層層高6．9n1+二～四層5．4m、五～六層3．3m商業(yè)區(qū)的四層與五、六層的共享空間相通，五、六層為風(fēng)情街．營(yíng)業(yè)用房均為小空間分隔，但其頂部宅問(wèn)需相互連通，不便進(jìn)行防火分隔。
   結(jié)合該工程的功能要求．同時(shí)考慮到防火的需要．五、六層臨共享空間一側(cè)設(shè)防火玻璃．兩側(cè)內(nèi)走道按步行街設(shè)計(jì)．共享空間頂部及內(nèi)走道設(shè)有機(jī)械排煙系統(tǒng)圖1、圖2給出了該部分商業(yè)區(qū)四、五、六層的立面圖及平面圖。

二、防火玻璃性能參數(shù)的測(cè)試實(shí)驗(yàn)

   公安部四川消防研究所于2003年4月至10月對(duì)高強(qiáng)度單片銫鉀防火玻璃作為幕墻內(nèi)的裙墻使用。進(jìn)行了裙墻的防火性能有關(guān)參數(shù)的測(cè)試試驗(yàn)．試驗(yàn)方法參照美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)UNIFORM BUIIDING c()DESTANDARD26—4．試驗(yàn)共進(jìn)行了三次．重點(diǎn)考察了該產(chǎn)品作為實(shí)體裙墻用于高層民用建筑玻璃幕墻內(nèi)的防止性能等情況．該高強(qiáng)度單片銫鉀防火玻璃還在國(guó)家建筑材料防火性能檢測(cè)中心按墻體構(gòu)件作了防火性能方面的檢測(cè)．檢測(cè)結(jié)果在不測(cè)背火面溫升情況下耐火極限可達(dá)到1h以上試驗(yàn)采用厚度8mm、長(zhǎng)1500mm、高600mm的高強(qiáng)度單片銫鉀防火玻璃作為實(shí)體裙墻．框架為鋼框+架玻璃與框架的縫隙采用防火密封材料填塞密實(shí)。安裝時(shí)二樓外墻為普通鋼化玻璃幕墻，玻璃幕墻內(nèi)采用普通實(shí)體捃墻與高強(qiáng)度單片銫鉀防火玻璃制作的實(shí)體裙墻進(jìn)行比對(duì)試驗(yàn)。一樓房間為點(diǎn)火房間．試驗(yàn)荷載為60kg／m木垛，考慮最不利情況，直接在玻璃幕墻下方開(kāi)設(shè)窗口，按火災(zāi)通風(fēng)因子計(jì)算開(kāi)口大小，使火災(zāi)的強(qiáng)度趨于**，安裝示意圖如圖3。

從火災(zāi)測(cè)試得到起火室內(nèi)的最高溫度達(dá)到100C以上，火焰從一樓窗口穿出高達(dá)3rn多。測(cè)得起火室開(kāi)口處上部溫度最高達(dá)到700C～900C，玻璃幕墻受火面溫度最高到400C左右，玻璃幕墻背火面溫度最高到達(dá)310C，測(cè)試結(jié)果表明高強(qiáng)度單片銫鉀防火玻璃制作的實(shí)體裙墻能夠阻止火災(zāi)向上一樓層蔓延略差于實(shí)體裙墻，隔熱方面高強(qiáng)度單片銫鉀防火玻璃制作的實(shí)體裙墻不能與實(shí)體裙墻相比。

三、防火玻璃分隔的計(jì)算分析

為避免易燃商品因受防火玻璃背火面的輻射而引燃，易燃商品擺放時(shí)應(yīng)與防火玻璃留有一定的間距，本文利用FIRECALC軟件來(lái)確定該距離的大小FIRECALC是由CSIRO(澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織)下設(shè)的建筑結(jié)構(gòu)工業(yè)部門(mén)開(kāi)發(fā)的軟件包。
    假設(shè)四層中一個(gè)鋪面著火，當(dāng)火災(zāi)較大時(shí)，火苗將通過(guò)鋪面開(kāi)口向上延伸并烘烤五、六層臨共享空間處的防火玻璃，計(jì)算中取五層一個(gè)鋪面臨共享空間面的防火玻璃為輻射面(輻射平面示意圖如圖4，本次計(jì)算僅有一個(gè)輻射面，如X—source)，則輻射面寬為9rn，高為3．8rn，整個(gè)防火玻璃的背火面溫度相同，根據(jù)四川消防研究所的試驗(yàn)結(jié)果，設(shè)計(jì)防火玻璃背火面溫度為400C，并據(jù)此計(jì)算易燃商品與防火玻璃的間距。

商品被引燃需要的輻射熱通量的判據(jù)，采用NFPA實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(該數(shù)據(jù)被引用在FIRECALC軟件中)：

對(duì)易燃物(如新聞?dòng)眉?/span>)，其輻射熱通量不得超過(guò)10kW／㎡；

對(duì)一般材料(如裝潢家具)，其輻射熱通量不得超過(guò)20kW／m㎡；

對(duì)難燃材料(如厚度超過(guò)25mm的木料)，其輻射熱通量不得超過(guò)40kw／㎡

根據(jù)該商業(yè)區(qū)的使用性質(zhì)，五、六層為風(fēng)情街，經(jīng)營(yíng)商品多為服裝類(lèi)，為安全計(jì)，將輻射熱通量的判據(jù)取為10kW／m。計(jì)算中試取商品與防火玻璃間的距離分別為1In和2In，計(jì)算結(jié)果如圖5、圖6。

經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，當(dāng)二者間距為11TI時(shí)，商品受到的**輻射熱通量為10．21kW／m，略大于判據(jù)(10kw／m)要求；當(dāng)二者間距為21TI時(shí)，商品受到的**輻射熱通量為7．707kW／m(小于10kW／m)，滿足判據(jù)要求。

四、結(jié)論

在對(duì)該高層建筑進(jìn)行性能化設(shè)計(jì)時(shí)，商業(yè)區(qū)四、五、六層風(fēng)情街采用了步行街的劃分方式，風(fēng)情街臨共享空間面采用防火玻璃進(jìn)行隔斷，采用具有**耐火等級(jí)且耐火時(shí)間大于120arin的防火玻璃。

如果對(duì)風(fēng)情街和共享空間進(jìn)行分隔時(shí)透光性的要求不高，應(yīng)以優(yōu)先采用復(fù)合型防火玻璃；如果對(duì)透光性有要求時(shí)，可采用與高強(qiáng)度單片銫鉀防火玻璃類(lèi)似的防火玻璃，但考慮到單片防火玻璃的隔熱性不是很理想，背火面溫度較高，有可能引燃靠近玻璃的易燃商品，因此在經(jīng)營(yíng)時(shí)，與防火玻璃間距21TI范圍內(nèi)以不布置商品或布置難燃、一般性材料為宜，盡量將易燃商品遠(yuǎn)離防火玻璃擺放，易燃商品與防火玻璃間應(yīng)留有21TI以上的間距。