防火玻璃性能化設(shè)計方法的應(yīng)用分析

摘要：性能化方法作為一種新型的防把設(shè)計方法已連漸深入到我國的建筑設(shè)計開業(yè)中新思路、新站構(gòu)、新產(chǎn)品在設(shè)計過程中得到了發(fā)揮運用防足玻璃作為建筑防足設(shè)計中的新型材料．介紹了其在某高層建筑中作為耐趕分麗的應(yīng)用隸倒-適用實驗敷據(jù)和計算機(jī)璉缸技術(shù)時其防托性能進(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)在一起制成的平時它和普通玻璃一樣是透明的，在遇火幾分鐘后，中間膜即開始膨脹發(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賓館、影劇院、展覽館、機(jī)場、體育館、醫(yī)院、圖書館、商廈等公共建筑以及其它沒有防火分區(qū)要求的民用和公用建筑的防火門、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說．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。

筆者在對某一高層建筑進(jìn)行性能化防火設(shè)計的過程中．針對防火玻璃的防火性能．對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．營業(yè)用房均為小空間分隔，但其頂部宅問需相互連通，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．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)的測試實驗

   公安部四川消防研究所于2003年4月至10月對高強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)的測試試驗．試驗方法參照美國標(biāo)準(zhǔn)UNIFORM BUIIDING c()DESTANDARD26—4．試驗共進(jìn)行了三次．重點考察了該產(chǎn)品作為實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．該高強度單片銫鉀防火玻璃還在國家建筑材料防火性能檢測中心按墻體構(gòu)件作了防火性能方面的檢測．檢測結(jié)果在不測背火面溫升情況下耐火極限可達(dá)到1h以上試驗采用厚度8mm、長1500mm、高600mm的高強度單片銫鉀防火玻璃作為實體裙墻．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。安裝時二樓外墻為普通鋼化玻璃幕墻，玻璃幕墻內(nèi)采用普通實體捃墻與高強度單片銫鉀防火玻璃制作的實體裙墻進(jìn)行比對試驗。一樓房間為點火房間．試驗荷載為60kg／m木垛，考慮最不利情況，直接在玻璃幕墻下方開設(shè)窗口，按火災(zāi)通風(fēng)因子計算開口大小，使火災(zāi)的強度趨于**，安裝示意圖如圖3。

從火災(zāi)測試得到起火室內(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。測得起火室開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，測試結(jié)果表明高強度單片銫鉀防火玻璃制作的實體裙墻能夠阻止火災(zāi)向上一樓層蔓延略差于實體裙墻，隔熱方面高強度單片銫鉀防火玻璃制作的實體裙墻不能與實體裙墻相比。

三、防火玻璃分隔的計算分析

為避免易燃商品因受防火玻璃背火面的輻射而引燃，易燃商品擺放時應(yīng)與防火玻璃留有一定的間距，本文利用FIRECALC軟件來確定該距離的大小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)部門開發(fā)的軟件包。
    假設(shè)四層中一個鋪面著火，當(dāng)火災(zāi)較大時，火苗將通過鋪面開口向上延伸并烘烤五、六層臨共享空間處的防火玻璃，計算中取五層一個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，本次計算僅有一個輻射面，如X—source)，則輻射面寬為9rn，高為3．8rn，整個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結(jié)果，設(shè)計防火玻璃背火面溫度為400C，并據(jù)此計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實驗數(shù)據(jù)(該數(shù)據(jù)被引用在FIRECALC軟件中)：

對易燃物(如新聞用紙)，其輻射熱通量不得超過10kW／㎡；

對一般材料(如裝潢家具)，其輻射熱通量不得超過20kW／m㎡；

對難燃材料(如厚度超過25mm的木料)，其輻射熱通量不得超過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)營商品多為服裝類，為安全計，將輻射熱通量的判據(jù)取為10kW／m。計算中試取商品與防火玻璃間的距離分別為1In和2In，計算結(jié)果如圖5、圖6。

經(jīng)過驗證，當(dāng)二者間距為11TI時，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，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

在對該高層建筑進(jìn)行性能化設(shè)計時，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**耐火等級且耐火時間大于120arin的防火玻璃。

如果對風(fēng)情街和共享空間進(jìn)行分隔時透光性的要求不高，應(yīng)以優(yōu)先采用復(fù)合型防火玻璃；如果對透光性有要求時，可采用與高強度單片銫鉀防火玻璃類似的防火玻璃，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)營時，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。