玻璃幕墙的安全防火分析

玻璃幕墙的安全防火分析
【摘要】随着高层建筑的逐渐增多，玻璃幕墙发展迅速，其存在的一些优缺点应加强重视，本文重点结合案例针对其中的安全防火进行简要分析，以供参考交流。

【关键词】高层建筑；玻璃幕墙；优缺点；安全防火
引言：
随着城市人口的激增、城市化进程的加快，高层建筑得到了快速发展。

高层建筑和超高层建筑的最佳外围护结构为幕墙系统，目前我国建筑大多采用玻璃幕墙，以上海为例，现在已有三千余栋采用玻璃幕墙的超高层建筑。

玻璃幕墙是指悬挂在建筑主体结构上以玻璃为主要材料的外围护墙体。

随着社会的进步和人民生活水平的提高，玻璃幕墙越来越被普遍应用。

一、玻璃幕墙的产生与发展过程
我国玻璃幕墙的起步远远晚于欧美等发达国家，但发展却异常迅猛。

从发展过程上看，我国玻璃幕墙经历了模仿、自我成长和自我发展等3个阶段。

从种类上看，先后出现了明框玻璃幕墙、隐框（含半隐框）玻璃幕墙、吊挂式全玻璃幕墙和点支式全玻璃幕墙等4种类型。

目前，我国逐渐发展成为世界上最大的玻璃幕墙生产国以及使用国。

中国建筑玻璃与工业玻璃协会专家在近日召开的建筑玻璃安全性与节能性高峰论坛上表示，2011年，我国新建的城市公共建筑的玻璃幕墙采用双银玻璃比例在30-40%，较2010年的20%
提高了接近一倍。

目前我国每年生产玻璃幕墙7000万平方米，占世界总产量的75%，已经成为名副其实的玻璃幕墙生产大国。

二、玻璃幕墙的优缺点
玻璃幕墙的安装速度快、重量轻，是外墙装配化生产、墙体发展轻型化较为理想的形式，当然最重要的特点是装饰效果好。

由于玻璃幕墙是以大面积玻璃作为建筑物的外墙面，可以使建筑物体现出明快、光亮、挺拔的意味。

它能利用玻璃本身的特性，更好地与环境相融合。

玻璃幕墙白天在人们面前展现出一幅幅连续流动着周围景色的画卷，夜晚它的室内灯光又成为城市中间的“夜明珠”，大大丰富了城市的景观。

玻璃幕墙虽然美观、轻便、通透度高，但其也有以下几点缺点：
1.光污染
玻璃幕墙反射光强时产生的眩光现象，对行人和司机造成的影响容易引发交通事故，形成了光污染。

2.热污染
玻璃幕墙涂膜的镜面玻璃与镀膜玻璃，阳光透过率低，其所反射出去的大量辐射热转嫁到邻近建筑和周围环境，造成人居环境的热污染。

3.不利于节能
中国早期的玻璃幕墙采用的是阳光控制膜单层玻璃，造成大量的能耗，成为节能建筑的“大忌”。

据报道上海市建委在2005年就要求金茂大厦迅速进行节能整改，原因是在整个陆家嘴地区，金茂
大厦已经成为最大的电老虎，年耗电量惊人；而在2009年11月17日，据重庆日报报道，重庆巴南区已经明确规定，在该区域全玻璃幕墙式建筑将遭到淘汰。

4.不利于防火
由于玻璃幕墙材料的耐火性能较差，一旦建筑物发生火灾，火势蔓延迅速、扑救难度大、危害性大，给人们的生命财产带来严重的威胁。

2009年2月9日北京市央视新大楼北配楼发生的火灾就是一起典型的幕墙火灾。

以下主要探讨玻璃幕墙的火灾危险性，并提出相应的防火措施。

三、中央电视台新大楼北配楼的火灾案例
2009年2月9日，正值我国传统的元宵节，北京市京广桥附近的中央电视台新大楼北配楼于21时许发生火灾。

此次着火的建筑全名是电视文化中心（tvcc，thetelevisionculturalcenter），位于中央电视台新台址北侧，是中央电视台新台址工程的重要组成部分。

该工程总建筑面积103648m，高159m，框架剪力墙结构，地上由30层主楼和5层裙楼组成，地下两层。

地上部分使用功能为电视文化中心、五星级豪华酒店及剧院等，地下主要用做车库及设备用房。

中央电视台电视文化中心主体结构采用混合结构、主楼采用劲型结构；群楼采用钢筋混凝土结构、钢桁架、劲型结构。

在结构内外侧均采用钛锌合金板屋架幕墙（屋架的结构形式为桁架）与玻璃幕墙相结合；其中东西采用钛锌合金屋面幕墙，南北采用玻璃幕墙。

此次火灾系新中国成立以来建筑物燃烧最快的一例，经公安部专家组勘察结果表明，央视新址北配楼火灾是由于业主单位的人员违反规定燃放a类烟花，礼花弹爆炸后的高温星体落入央视配楼主体建筑顶部擦窗机检修孔内，引燃检修通道内壁裸露的易燃材料，从而引发的火灾。

火灾造成文化中心外立面严重受损，大楼西、南、东侧外墙装修材料过火。

整体来看，央视新址北配楼具有“表皮过火”的特点，主体结构没有受到严重影响。

四、玻璃幕墙的火灾危险性
玻璃幕墙火灾的危害性极大，主要有以下几点：
1. 火灾蔓延途径多
由于构造及施工的原因，垂直的玻璃幕墙与水平楼板之间往往留有缝隙，这是火灾发生时烟气及火灾蔓延扩散的主要途径。

一般情况下，玻璃幕墙由于面积大，往往会跨越多个楼层。

而由于构造及施工原因，幕墙与楼板间一般留有5cm-10cm的缝隙，如果这个缝隙没有进行密封或是密封不好的话，烟火就会由此向上蔓延，使得竖向防火分区被破坏。

除此之外，当玻璃幕墙的玻璃被火势烧裂破坏之后，火焰还可以从幕墙外侧窜至上层墙面，烧裂上层玻璃幕墙后从外侧蔓延至室内。

2. 玻璃的炸裂脱落影响疏散及灭火
建筑物发生火灾时，室内温度急剧上升，玻璃幕墙上的玻璃在火灾初期由于温度应力的作用常常会炸裂破碎，或是由于玻璃幕墙的铝合金或型钢骨架失去承载能力而脱落，导致火灾迅速向上蔓
延，出现所谓的“引火风道”，致使人员疏散和消防队扑救困难。

3.排烟困难，影响人员疏散
考虑到结构安全以及密封性的要求，玻璃幕墙一般能够开启的窗扇很少。

即使窗扇能够开启，为了窗体的结构安全，玻璃幕墙的窗扇尺寸也较小，且一般设计为上悬窗，开启角度不超过45°。

玻璃幕墙的这种设计方法，导致火灾发生时，往往不能满足自然排烟的要求。

这是因为：
（1）开窗面积小；
（2）窗扇设计为上悬窗，使得每层玻璃幕墙的下部无法开窗，火灾时形成负压，基本无法排烟；
（3）能够开启窗扇位置设置较高，人员在紧急情况下，无法打开。

因此，在火灾发生后，往往有大量烟气无法及时排出，大量浓烟积聚在建筑内，影响人员疏散以及火灾扑救。

五、玻璃幕墙的防火措施
1. 玻璃幕墙的设计应满足规范要求
玻璃幕墙设置时的层数、面积、长度，以及对玻璃幕墙防火分区、防火间距、防火节点的构造处理等，都应满足《建筑设计防火规范》和《高层民用建筑设计防火规范》的要求。

玻璃幕墙的设计不应该只考虑美观问题，更加要考虑安全防火问题。

2. 防火挑檐的设计
为了防止玻璃幕墙上玻璃的破碎脱落影响人员疏散和消防员扑救，在设计中，应该在玻璃幕墙建筑直通室外安全出口的上方设置
宽度不小于1m的防火挑，以保证人员安全。

3. 机械排烟系统的审核
设计中对于自然排烟的玻璃幕墙建筑，要计算其开启窗户面积是否达到排烟要求，如达不到，则需增加机械排烟系统，以防止烟气危害。

4. 其它措施
为使玻璃幕墙达到更好的防火效果，提高玻璃幕墙本身的防火性能也是十分重要的。

我们可以对玻璃幕墙室内一面涂以透明或不透明涂料做防火处理，也可以直接采用夹丝镀膜防火玻璃幕墙。

此外，目前在现行的规范中，没有对玻璃幕墙加设自动喷水灭火系统进行明确的要求，但火灾情况下，玻璃幕墙的玻璃受热易破碎，从而导致火灾的蔓延扩大。

而对玻璃幕墙加设自动喷水灭火系统，可以对玻璃幕墙起到大大的降温作用，从而有效地保护玻璃幕墙，防止火灾在楼层之间相互蔓延，从而可以防止火情进一步扩大，减少人员伤亡和损失。

因此，建议在玻璃幕墙周边增设自动喷水灭火设施。

六、结语：
随着玻璃幕墙越来越广泛的使用，玻璃幕墙的缺点也慢慢显现，特别是其火灾危险性。

为了预防玻璃幕墙的火灾事故，我们必须重视与加强对玻璃幕墙工程的防火设计，采取以预防为主、立足自救的方法。

采用合理的防火材料，设置防火分隔、防排烟系统、自动报警系统、室内自动喷水灭火系统及室内消火栓系统等，都是预防
玻璃幕墙火灾和进行火灾自救的有效措施。