防火玻璃的應用和存在的問題分析

隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，建筑尤其是商業(yè)建筑也設計的越來越大，就筆者所在的城市，一年內(nèi)就建成超過30萬平米的大型建筑5座。此類大型建筑的防火設計本就復雜，設計師還總是希望將建筑的內(nèi)部空間設計得通達四方，追求一眼望到邊的通透效果。而由于建筑防火分區(qū)和分隔的要求，往往使建筑效果和建筑防火形成矛盾，因此開始大量使用步行街、防火玻璃的設計。尤其是防火玻璃，它曾被單純的認作是一種建筑用防火材料。

　　如今，它已更多的作為一種完整的防火構(gòu)件被使用在建筑工程中，特別是作為防火隔墻，其與防火框、密封系統(tǒng)及五金件等共同構(gòu)成了一套完整的隔火隔熱系統(tǒng)，已被廣泛用于高級賓館、飯店、機場、體育館、圖書館、計算機房等現(xiàn)代公共建筑中。它既可以達到普通玻璃的透明光亮效果又能實現(xiàn)防火功能，它既可以與框架一起組成防火分隔構(gòu)件，又可以作為配套防火門、窗的防火材料，很受設計師和建筑方的青睞。

　　防火玻璃雖然開始在建筑中大量使用，但如何正確使用防火玻璃，使用哪種類型的防火玻璃，哪些部位可以使用防火玻璃等問題在我國現(xiàn)行規(guī)范中仍有很多盲區(qū)。同時，很多建設單位、設計單位、施工單位存在認識和使用誤區(qū)，認為只要是使用防火玻璃就能作為防火分隔，只要防火玻璃做成的隔墻就能達到耐火極限要求，我們的監(jiān)督人員在日常審批和檢查中也對此存在很多模糊認識，不知道如何去把握。為了使大家對防火玻璃及隔墻的使用有一個清晰的印象，本文對防火玻璃及隔墻在建筑工程中的使用和存在的問題進行簡介和分析。

　　1、防火玻璃的發(fā)展歷程

　　防火玻璃源于歐美國家，我國在20世紀80年代開始生產(chǎn)。因為價格等問題，最初的防火玻璃是用于防火門上的一種單片夾絲玻璃，面積一般不大于0。1平方米，當時的防火玻璃用量很小。

　　到了20世紀80年代中期，我國開始研制和生產(chǎn)隔熱型防火玻璃，多用于防火門視窗，但外觀質(zhì)量與防火性能的穩(wěn)定性與國際水平相距較多。20世紀90年代初，單塊大面積防火玻璃研制成功，并用于建筑內(nèi)防火隔墻及防火窗等。2000年后，國內(nèi)研發(fā)出單片防火玻璃 ，并大量投入市場。

　　經(jīng)過這20多年的發(fā)展，生產(chǎn)防火玻璃的企業(yè)已近千家。近年來我國防火玻璃市場已超過100萬平方米。而技術(shù)方面也有質(zhì)的飛躍，已可滿足不同的防火要求。其中特別要提的是非隔熱型的硼硅防火玻璃，這種防火玻璃一直廣泛使用于歐美建筑，如今我國也自主研發(fā)了硼硅防火玻璃。從耐火極限上講，最初的防火玻璃只要求達到72min。而如今，單片防火玻璃最高可達到3h耐火極限，而隔熱型防火玻璃也已經(jīng)可以達到2h耐火極限。在外觀與厚度方面，隔熱型防火玻璃也與國際先進的隔熱型防火玻璃差異不大。另外，我國防火玻璃也已經(jīng)開發(fā)出多種類多需求，適應異型建筑的多功能防火玻璃，例如彎弧型防火玻璃，異型防火玻璃，具有節(jié)能功能的防火玻璃，防彈防火安全玻璃以及藝術(shù)防火玻璃等。

　　2、防火玻璃類型及原理

　　2。1、按結(jié)構(gòu)分類

　?。?）復合型防火玻璃（FFB）。由2層或2層以上玻璃復合而成或由1層玻璃和有機材料復合而成，并滿足相應耐火等級要求的特種玻璃。

　?。?）單片型防火玻璃（DFB）。由單層玻璃構(gòu)成，并滿足相應耐火等級要求的特種玻璃。

　?。?）灌注型防火玻璃（GFB）。由2層玻璃（特殊需要也可用3層玻璃），四周以特制阻燃膠條密封。中間灌注的防火膠液，經(jīng)固化后為透明膠凍狀與玻璃粘接成一體。也有的將此類玻璃歸入復合型防火玻璃。

　　2。2、按耐火性能分類

　　（l）A類防火玻璃。同時滿足耐火完整性、耐火隔熱性要求的防火玻璃（又稱為隔熱型防火玻璃）。

　?。?）B類防火玻璃。同時滿足耐火完整性、熱輻射強度要求的防火玻璃。

　　（3）C類防火玻璃。僅滿足耐火完整性要求的防火玻璃（又稱為非隔熱型防火玻璃）。

　　2。3、按耐火極限分類

　　按耐火極限分5個等級：0。5h、1。00h、1。50h、2。00h、3。00h。

　　2。4、防火玻璃的防火原理及技術(shù)參數(shù)

　　以下只對A類、C類防火玻璃的防火原理和相關技術(shù)參數(shù)進行闡述。

　?。╨）A類防火玻璃又分為復合型防火玻璃及灌注型防火玻璃。復合型隔熱防火玻璃通常由2層或多層玻璃原片 附之1層或多層無機防火膠夾層復合而成。當火災發(fā)生時，向火面玻璃遇高溫后很快炸裂，防火膠夾層相繼發(fā)泡膨脹約10倍左右，并大量吸收火焰燃燒所帶來的高熱量，形成白色不透明防火膠板，其堅硬程度可保證耐火完整性，而多孔的結(jié)構(gòu)使其具有隔熱作用。因此，復合型隔熱防火玻璃既可有效地阻隔高溫，又可隔絕火焰、煙霧及有毒氣體。灌注型隔熱防火玻璃是由2片玻璃經(jīng)過密封后，在其中間灌入無機防火膠制作而成。當火災發(fā)生時，向火面玻璃遇高溫后很快炸裂，中間透明膠凍狀的無機防火膠層會迅速硬結(jié)，形成一張白色不透明防火隔熱板，并大量吸收火焰燃燒所帶來的高熱量。在阻止火焰蔓延的同時，也阻止高溫向背火面?zhèn)鲗А?/p>

　?。?）C類防火玻璃又分為硼硅單片防火玻璃、艷鉀單片防火玻璃、高強度單片防火玻璃。硼硅單片防火玻璃是選用含高硼硅經(jīng)浮法工藝生產(chǎn)出的一種原片玻璃，經(jīng)鋼化加工而成的。它的防火性能源自于其很低的熱膨脹系數(shù)，僅為4×l06（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粘性等特質(zhì)。因此，當火災發(fā)生時，硼硅單片防火玻璃不易膨脹碎裂，是一種高穩(wěn)定性的單片防火玻璃，其耐火時限高達3h。

　　銫鉀單片防火玻璃是由普通浮法玻璃經(jīng)過特殊的化學處理及物理鋼化制作而成的。其中，化學處理的作用是在玻璃表面作離子交換，使玻璃表層堿金屬離子被熔鹽中的其他堿金屬離子置換，從而增加了玻璃強度，提高了抗熱沖擊性能。而特殊的物理鋼化處理，使其達到安全玻璃的要求。其中高強度單片防火玻璃經(jīng)過特殊的物理鋼化處理（大風壓）制造的防火玻璃。

　　3、防火玻璃隔墻的類型和做法

　　防火玻璃隔墻按照GB/T12513-2006《鑲玻璃構(gòu)件耐火試驗方法》將防火玻璃隔墻按耐火性能分為隔熱型和非隔熱型，按照中華人民共和國公共安全行業(yè)標準GA97-1995《防火玻璃非承重隔墻通用技術(shù)條件》，將其按結(jié)構(gòu)分為鋼框防火玻璃隔墻（簡稱G類）和木框架防火玻璃隔墻（簡稱M類）。

　　隔熱型防火玻璃隔墻：在一定時間內(nèi)能同時滿足耐火完整性和耐火隔熱性要求（失去耐火隔熱性即背火面平均溫升超過140度或者最高點溫度溫升達到180度）。

　　非隔熱型防火玻璃隔墻：在一定時間內(nèi)能滿足耐火完整性的要求，但不能滿足耐火隔熱性的要求。

　　鋼框防火玻璃隔墻：由方鋼或成型鋼板制作，通過焊接或?qū)Ｓ寐葆數(shù)冗B接固定，并配以絕熱材料，鋼框內(nèi)填充不燃材料，以保證受火時達到耐火要求。

　　木框防火玻璃隔墻：選用經(jīng)過干燥的成材制作而成，其含水率不宜大于12％或不應大于使用的平衡含水率，在框架結(jié)合處和安裝小五金處，均不得有木節(jié)或已填補的木節(jié)，木材應采取阻燃絕熱處理，以滿足耐火要求。

　　4、防火玻璃的工程應用問題

　　防火玻璃雖然已有一段不短的使用歷史，但在實際應用中和監(jiān)督中，仍存在一些不可忽視的問題：

　　4。1、防火玻璃和防火玻璃隔墻不分

　　一些建筑在設計時既需要防火分隔又需要美觀通透，就會將防火玻璃隔墻作為防火分隔措施來解決，例如性能化商業(yè)步行街內(nèi)的精品店隔墻、大商業(yè)空間中的玻璃防火墻、觀景豎井的觀景窗等。但是，設計人員往往在僅僅在圖上標注為防火玻璃，而非防火玻璃隔墻，而消防審核人員一般只會提出要標明幾小時的防火玻璃隔墻，并未要求設計人員將防火玻璃隔墻的細部節(jié)點施工做法繪圖加以說明。在實際施工中，常見做法是施工方按設計要求購買防火玻璃按照普通玻璃隔墻做法將防火玻璃固定在框架中，中間封上膠水，簡單的認為防火玻璃拼接在一起就是防火玻璃隔墻，認為這就滿足消防要求了，驗收時提交防火玻璃的檢測報告即可。這些，都忽略了防火玻璃隔墻是由防火玻璃、框架、密封材料、墊塊等防火構(gòu)件組成的，是一個完整的系統(tǒng)。防火玻璃只是防火玻璃隔墻的組成部分，必須與鑲嵌框架和防火密封材料等進行組合安裝，才能構(gòu)成防火玻璃隔墻，達到規(guī)范相應耐火極限標準。

　　4。2、防火玻璃加噴淋保護時的應注意的問題

　　國內(nèi)外的相關實驗表明選擇適當?shù)乃畤娏芟到y(tǒng)保護可以有效延長單片防火玻璃到達喪失隔熱性和臨街輻射照度的時間，有效延長防火隔熱時間，確保人員疏散。目前此種設計大量應用于大型商業(yè)步行街等性能化設計中，由非隔熱型單片防火玻璃加水噴淋系統(tǒng)保護起到隔熱作用。此類工程做法中最關鍵的是噴淋保護的布水效果，因為實驗表明一旦失去噴淋保護單片防火玻璃將很快失去防煙隔火的作用。但在設計和施工中存在很多問題，例如商業(yè)步行街兩側(cè)的店鋪有的直接將裝修造型做在防火玻璃上，影響噴頭布水效果；有的將噴頭安裝在裝修的品牌門頭下，影響噴頭集熱；有的門頭安裝在防火玻璃和噴頭之間，造成遮擋；有的施工單位未將該噴淋保護系統(tǒng)的管道單獨設置，與其他噴淋共用同一管道從而導致噴淋水量和持續(xù)時間不能達到設計要求；有的施工單位使用的噴頭類型錯誤。還有很多與以上類似的問題，總之，施工中，應保證噴頭能及時有效的保護到分隔用的防火玻璃，這是應該注意的。

　　4。3、防火玻璃隔墻設計施工存在誤區(qū)

　　目前許多設計單位不設計工程做法，施工單位對防火玻璃的檢測報告存在誤區(qū)，認為只要所選用的防火玻璃有檢測報告就可以了，忽略了防火測試不是僅僅幾頁紙的測試報告，而是一套系統(tǒng)的描述該防火系統(tǒng)的詳細尺寸、材料使用、防火性能的完整資料?！督ㄖ踩Ａ第1部分：防火玻璃》（GB_15763。1_2009）圖集中說明了測試時該系統(tǒng)使用的各種框架材料和配件的種類、厚度、形狀、尺寸、裝配細節(jié)、節(jié)點圖，甚至連固定螺釘?shù)拇笮『臀恢枚加性敿毭枋觥５?。3條中耐火性能中規(guī)定，防火玻璃的試樣受火尺寸應選擇實際使用的最大尺寸來進行試驗，且不小于1100mm×600mm。實驗時所使用的固定框架和安裝方式應與實際工程配套使用的相同，并以圖紙或其他相當?shù)姆椒ㄓ涗浌潭蚣芎桶惭b方式。但在實際工程中建設單位為達到通透良好的視覺的效果往往選用超出防火玻璃檢驗報告所送檢的玻璃尺寸，且防火玻璃的固定框架和安裝方式也未采用檢驗報告中的固定方式，導致在驗收時無法判定其耐火極限，建設單位需要重新按照工程實際最大尺寸送檢防火玻璃，如不能通過檢測建設單位需要重新選型防火玻璃或重新安裝，造成大量的浪費。因此，建設、施工單位應在施工前將選用的產(chǎn)品連同將要選用的施工做法一同送國家專業(yè)檢測部門送檢，待檢驗合格后再進行施工。

　　4。4、消防監(jiān)督中的問題

　　有的監(jiān)督人員錯誤的認為防火玻璃做的門就是防火門，防火玻璃做的隔墻就是防火玻璃隔墻，防火玻璃做的窗戶就是防火窗，應該明確掌握防火玻璃、防火玻璃隔墻、防火門、防火窗是完全不同的消防產(chǎn)品，都應檢查相應的檢驗報告，防火門還應有型式檢驗報告。在檢查中，不能簡單的詢問防火玻璃的耐火極限，而是應該認真對照其檢驗報告中的防火玻璃尺寸和現(xiàn)場做法是否相符。防火玻璃隔墻的耐火極限還取決于框架結(jié)構(gòu)和玻璃與框架的鏈接固定方式，檢查中還應該檢查防火玻璃隔墻的工程做法是否按照生產(chǎn)企業(yè)提供的施工工藝進行安裝施工，例如隔熱型框架系統(tǒng)因為使用的是復合隔熱型防火玻璃，受熱時玻璃內(nèi)膠體會發(fā)泡膨脹，所以在安裝時玻璃與框架間要留有一定空隙；非隔熱型框架系統(tǒng)使用的是單片防火玻璃，在火災中，單片防火玻璃會軟化下垂，所以安裝框架系統(tǒng)應緊夾玻璃，不能留有空隙。

　　5、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。雖然我們?nèi)〉昧撕艽蟮某删?，但是由于我國消防產(chǎn)業(yè)的起步晚，與國外一些幾十年上百年的消防產(chǎn)業(yè)歷史相比，我們的發(fā)展還落后于世界先進水平。例如在防火玻璃技術(shù)的應用設計中對于系統(tǒng)概念的認識、相關規(guī)范的制定、應用設計、材料制作、深加工技術(shù)、生產(chǎn)過程中質(zhì)量控制管理等方面均有一定的差距。為此，注視國際消防動態(tài)，了解外國消防法規(guī)和管理，研究防火玻璃在防火分隔應用中所出現(xiàn)的問題，是十分必要的。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，提高現(xiàn)有產(chǎn)品的技術(shù)水平，及時修訂規(guī)范，及時解決工程應用中的難題，是我們今后前進的方向。