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什么是防火玻璃系統(tǒng)？
防火玻璃系統(tǒng)屬于被動防火，被動防火即結(jié)構(gòu)性防火，指的是防火分區(qū)，防火通道的設(shè)計及建筑構(gòu)件、建筑材料的防火性能。建筑防火中的被動防火———建筑構(gòu)件和材料的防火性能是保護(hù)建筑物內(nèi)人員和財產(chǎn)安全的第一道閘門，也是最基本的防線。作為一個完整的防火構(gòu)件，防火玻璃系統(tǒng)是一種整體的防火解決方案，它涉及系統(tǒng)設(shè)計、生產(chǎn)、測試、安裝、驗收等幾個方面。防火玻璃系統(tǒng)由玻璃、框架、五金配件、密封材料、墊塊5部分組成，其中，防火玻璃框架的制作只可選用鋼質(zhì)或者木質(zhì)材料，木質(zhì)材料一般只能達(dá)到30~60分鐘防火時限，而經(jīng)過特殊處理的鋼制框架能夠達(dá)到3小時防火時限。
在測試中，我們往往只考慮防火玻璃本身的性能，而在實際工程應(yīng)用中，與防火玻璃相配套的系統(tǒng)也是至關(guān)重要的，如果防火框架系統(tǒng)（含五金配件，密封材料等）不防火，或者是不適合防火玻璃，即使防火玻璃的性能再卓越，也會造成防火保護(hù)過早失敗。系統(tǒng)概念在歐洲國家早已眾所周知，并成為行業(yè)的基本準(zhǔn)則，僅對單一的防火玻璃或框架或五金進(jìn)行的防火測試還不能成為完整的防火系統(tǒng)，且不能直接被工程采用，只有將玻璃、框架、密封材料、五金配件組合在一起，并通過檢測的完整系統(tǒng)才能用于工程。這個概念在我國經(jīng)過近幾年的努力和實踐，已經(jīng)開始被吸收和采用，并在新的國家及地方規(guī)范中體現(xiàn)出來，如新的國家防火玻璃標(biāo)準(zhǔn)GB15763.1-2009第7.3條。
如今，防火玻璃系統(tǒng)除了能夠為建筑提供防火安全保障外，還兼具實用、美觀、堅固等優(yōu)點。北京格林京豐公司致力于建筑防火系統(tǒng)的研發(fā)，通過10多年的努力，攻克了一個個建筑設(shè)計難題，為建筑使用者提供了既美觀又能勝任功能要求的產(chǎn)品，如全玻璃自由隔熱防火門、3小時防火框架系統(tǒng)、開啟防火窗、自動防火門等。以下，我們將以實例來說明防火玻璃系統(tǒng)在建筑安全中起到的作用。
隔熱型防火玻璃系統(tǒng)———逃生通道的必須品
防火玻璃系統(tǒng)按性能可分為隔熱型及非隔熱型兩種，分別被應(yīng)用于建筑中的不同部位。隔熱型防火玻璃系統(tǒng)除了在火災(zāi)中可有效阻擋火焰蔓延外，還能夠阻隔火焰燃燒所帶來的熱量。在火災(zāi)中，火焰在燃燒過程中會產(chǎn)生極高的熱量，當(dāng)達(dá)到一定溫度時，熱量會使人或可燃物在沒有碰觸到火焰的情況下，被灼傷或引燃。因此，在有人通過或有重要物品擺放的地方就需要使用隔熱型防火玻璃系統(tǒng)。它可以在規(guī)定的防火時限內(nèi)，保證防火玻璃系統(tǒng)遇火面的溫度高達(dá)1000℃時，背火面的平均溫度不超過140℃，能夠真正保證人身及物品的安全。因此，隔熱型防火玻璃系統(tǒng)應(yīng)在建筑中使用。
安全逃生通道（樓梯間、走廊）、高層建筑的避難層、電梯間及其周邊、共享空間或天井（玻璃隔斷墻及門窗）、重要資料室、圖書館儲藏室、地下停車場（電梯出口及電梯廳）、工廠與辦公室分隔墻、防災(zāi)中心、中央管理室、醫(yī)院等特殊建筑、餐廳、廚房隔間、防火門組件（視窗或全玻璃門）等都可以應(yīng)用于防火玻璃系統(tǒng)。以防火玻璃系統(tǒng)在某重要文印室———隔熱型防火玻璃隔斷墻（含全玻璃門）的應(yīng)用為例（見圖1），防火玻璃系統(tǒng)被用于辦公室的隔斷墻，并要求保證重要資料的安全?？紤]到計算機(jī)及資料等物品，因此選用了隔熱型防火玻璃系統(tǒng)，需要注意的是帶水噴淋的非隔熱型防火玻璃系統(tǒng)是無法替代
的。整體設(shè)計中，選用的是90分鐘的隔熱型防火框架系統(tǒng)搭配干法復(fù)合式防火玻璃。在整體隔斷中，要求使用全玻璃防火門。值得一提的是，國際慣例與我國標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定，在防火分區(qū)隔斷中，墻體的隔熱時限要求比其中的防火門時限長，所以在這個工程的設(shè)計中，采用了60分鐘的隔熱型全玻璃防火門，其單扇重量達(dá)90kg，因此應(yīng)用了特殊的鉸鏈系統(tǒng)以保證使用的持久性。另外，在此工程中還考慮到了隔斷墻上方的封堵部分，這一部分必須使用防火材料，這也是在工程中常常被忽視的問題。
事實上，隔熱型全玻璃防火自由門在我國隔斷墻應(yīng)用中極少，主要因為相關(guān)技術(shù)問題少有公司突破，如大多數(shù)生產(chǎn)廠家無法提供大尺寸隔熱型防火玻璃，合頁/鉸鏈系統(tǒng)無法承受大尺寸隔熱防火玻璃的重量等。所以在工程中常常會見到在要求具有隔熱性區(qū)域的地方往往被非隔熱型防火玻璃門所替代，并且常采用無框帶門夾的自由門。
阻隔熱輻射型防火玻璃系統(tǒng)的特性
阻隔熱輻射防火玻璃系統(tǒng)在歐洲標(biāo)準(zhǔn)中屬于EW類，此產(chǎn)品在歐洲的應(yīng)用已占?xì)W洲所有防火玻璃市場的60%，并呈逐年增長的態(tài)勢（見圖2、圖3）。它中和了隔熱型防火玻璃與非隔熱型防火玻璃的優(yōu)點———即在阻隔部分火焰熱量（15kw/m2）的同時，又較輕便，并且極穩(wěn)定，因此深受設(shè)計師及用戶的喜愛。而在我國早期標(biāo)準(zhǔn)中，此類產(chǎn)品屬于B類，在我國生產(chǎn)此種防火玻璃的廠家極少，因此在現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)中已被刪除。目前，我們將此種產(chǎn)品歸為C類防火玻璃。 此種防火玻璃在設(shè)計中提供了3重安全保障：
第一重保障———采用高強(qiáng)度玻璃做基材，提升玻璃本身的抗火強(qiáng)度；
第二重保障———添之一層無機(jī)防火膠層，其遇火時會迅速膨脹，成為堅固的不透明防火膠板，比單片防火玻璃更穩(wěn)定，不用擔(dān)心因玻璃劃傷破損等造成的防火性能失效，而多孔的結(jié)構(gòu)還可吸收部分輻射熱；
第三重保障———本身為夾層結(jié)構(gòu)，屬夾層安全玻璃，提升使用安全性，在應(yīng)用于外幕墻、窗時，更配以PVB夾層玻璃，徹底告別單片防火玻璃的自爆煩惱。
阻隔熱輻射型防火玻璃系統(tǒng)可使用在無長時間隔熱要求的部位或大空間熱量易驅(qū)散的地點，也可代替單片防火玻璃，使用在無隔熱但防火時限要求較長的地方（通常情況下，此種防火玻璃可輕松達(dá)到90分鐘防火時限）。
以防火玻璃系統(tǒng)在地鐵交通樞紐站同層換乘防火玻璃系統(tǒng)隔墻設(shè)計中的應(yīng)用為例（見圖4），防火玻璃系統(tǒng)被用于地鐵站臺的隔斷墻，在軌道和站臺之間筑起一道安全屏障，防止人員落入軌道的同時，還能起到阻擋隔斷單側(cè)的火焰蔓延到另一側(cè)的防火功效。因站臺空間大，逃生通道廣闊，熱量容易驅(qū)散，并且無重要物品須保護(hù)，因此在整體設(shè)計中，我們采用的是阻隔熱輻射型及非隔熱型防火玻璃系統(tǒng)，時限為60分鐘。一組隔墻的設(shè)計由4個主要部分組成，包括自動防火門、逃生應(yīng)急防火門、防火隔墻及封堵。自動門是供人員上下車廂使用的，因此開閉頻次很高，要求整體系統(tǒng)輕便，我們選用了硼硅單片防火玻璃，它的防火穩(wěn)定性極好，并且其材質(zhì)密度比一般硅酸鹽玻璃小，自重更輕；自動防火門在發(fā)生火災(zāi)時屏蔽，其框架系統(tǒng)上使用了先進(jìn)的密封系統(tǒng)，在火災(zāi)中，當(dāng)門附近溫度達(dá)到約100℃時，此密封系統(tǒng)開始反應(yīng)，可將門縫等緊緊封死，保證火焰不會竄出，可瞬間將自動防火門變?yōu)橐坏谰o密的防火墻。在自動門的旁邊，特別設(shè)計了一個防火應(yīng)急門，僅為單側(cè)開啟（從軌道方向進(jìn)入站臺），防止因自動門關(guān)閉后，人員無法順利逃出。應(yīng)急門及防火隔墻均采用海綿硅隔熱輻射型防火玻璃，能阻擋部分火焰帶來的熱量，保證人員疏散。封堵部分使用的是防火材料，也可隔絕火焰熱量，保證封堵內(nèi)部線路等不受損害。
兼具通風(fēng)與防火性能———遇火自動關(guān)閉窗
防火玻璃系統(tǒng)應(yīng)用在某火車站防火玻璃窗設(shè)計中，要求建筑物外幕墻使用防火窗，其中一部分為遇火自動關(guān)閉窗（放置在幕墻的上半部，用于通風(fēng)阻煙），其余為防火固定窗，另外整體幕墻需要具有節(jié)能功效，單體窗面積約為2300mm×1700mm。此方案的設(shè)計難點如下：首先，按照國標(biāo)要求，在火災(zāi)中，開啟式防火窗的窗扇自動關(guān)閉時間須在1分鐘以內(nèi)，其次窗單體面積較大，鉸鏈的設(shè)計與選用甚為重要，已保證整體系統(tǒng)的使用持久性。根據(jù)要求，此設(shè)計中選用的是非隔熱型防火玻璃系統(tǒng)，考慮到節(jié)能要求，因此玻璃設(shè)計方案為6mm單片防火玻璃與6mmLow-E玻璃（鋼化）組成的中空玻璃；框架系統(tǒng)的設(shè)計采用了鋼制框架，兼具防火性能及防滲水的功能，在整體系統(tǒng)的設(shè)計上，此工程采用了特殊的鉸鏈設(shè)計并加裝了窗扇啟閉控制裝置，達(dá)到設(shè)計要求。遇火自動關(guān)閉窗系統(tǒng)目前已通過國家相關(guān)檢測。
超長防火時限———3小時防火玻璃系統(tǒng)
在消防規(guī)范中，建筑內(nèi)某些重要部位的墻體若改為玻璃隔斷，需要達(dá)到3小時防火時限，這種需求隨著大空間建筑的興起而增多。3小時的防火時限意味著玻璃與框架系統(tǒng)需要在1000℃的高溫中抵抗2個小時之久。在此系統(tǒng)中，我們選用了鋼制框架并進(jìn)行了特殊的防火處理，使其3小時內(nèi)不會嚴(yán)重變形導(dǎo)致玻璃破損，而玻璃選用的是硼硅單片防火玻璃，它擁有很低的熱膨脹系數(shù)———僅為4×10-6(20℃~300℃),比普通玻璃(硅酸鹽玻璃)低2~3倍。此外，硼硅單片
防火玻璃還具有高軟化點，極好的抗熱沖擊性和黏性等特質(zhì)。因此，它不易膨脹碎裂，是一種高穩(wěn)定性的單片防火玻璃，可以抵抗3個小時的防火時限。
小心使用防火玻璃系統(tǒng)
不銹鋼駁接式防火玻璃系統(tǒng)通常被用于建筑外幕墻，它代替了傳統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)，使玻璃幕墻顯得更具整體性和美觀性。此種系統(tǒng)在安裝時需要在防火玻璃上打孔，因外幕墻多用單片式非隔熱型防火玻璃，單片防火玻璃的遇火狀態(tài)是逐漸融化下垂的，所以此系統(tǒng)極容易從打孔處竄火。經(jīng)歐洲實測，此防火系統(tǒng)最長防火時限只能達(dá)到30分鐘，并且必須配合使用低熱膨脹系數(shù)的硼硅單片防火玻璃使用，一般經(jīng)防火處理的浮法玻璃在搭配此系統(tǒng)時會因受熱不均而瞬間炸裂。無縫拼接式防火玻璃系統(tǒng)是用防火膠代替?zhèn)鹘y(tǒng)框架連接防火玻璃的系統(tǒng)，此系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于需要提供廣闊視野的建筑部位，如體育場、觀禮臺等場所。此系統(tǒng)無法搭配使用隔熱型防火玻璃（隔熱型防火玻璃均有邊部處理，應(yīng)用此系統(tǒng)時達(dá)不到整體通透的效果），因此，無縫拼接系統(tǒng)只適用于不要求防火隔熱的區(qū)域。此系統(tǒng)無法像框架系統(tǒng)一樣可以堅固地支撐防火玻璃，因此經(jīng)歐洲實測，最長只能達(dá)到75分鐘防火時限。
彎弧形防火玻璃系統(tǒng)在歐洲進(jìn)行實測被證實最長可達(dá)30分鐘防火時限。
綜上所述，不同種類、不同應(yīng)用的防火玻璃系統(tǒng)從設(shè)計、生產(chǎn)到安裝都不盡相同。如今，在各種國際交往日益增多的情況下，我國消防事業(yè)的現(xiàn)代化將與國際社會發(fā)生更加密切的聯(lián)系。相比較而言，我國在系統(tǒng)概念的認(rèn)識、應(yīng)用設(shè)計、材料制作、深加工技術(shù)及生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制管理等方面與歐美還有一定距離，為縮短差距，多關(guān)注國際消防動態(tài)，了解借鑒國外法規(guī)和管理，研究在消防工作中所出現(xiàn)的問題，便是提升防火玻璃系統(tǒng)應(yīng)用的捷徑。為了市場的發(fā)展，也為了創(chuàng)造一個更好的消防產(chǎn)業(yè)環(huán)境，更進(jìn)一步完善制度規(guī)定，提高現(xiàn)有產(chǎn)品的技術(shù)水平，及時解決工程應(yīng)用中的難題，這將是我們今后努力的方向。
