金刚防火玻璃防火作用实验与案例—张明罡

    张明罡：各位来宾下午好，因为我不是研究政策方面，我只是从事技术方面的工作，我从个人从事工作的层面给大家简单汇报一下我所从事的范围。去年9月份非常有幸参加中国最高的楼上海中心大厦项目，632米，是127层，因为从事它的幕墙防火，所以一年多的工作中有一些心得跟大家分享。另外由于工作性质，我对建筑防火规范和高规两规范的合并，对外维护有一些新规定很关注，这个规范现在虽然没有出台，但是已经登在住建部相关网站上，这对建筑设计师非常重要。讲规范不是那么好讲，大家也不一定觉得听起来很有意思，所以我讲两个内容，一个是上海中心放火幕墙介绍，一个是幕墙门传有关条款。

    近一两年来关于幕墙的火灾出现过三个大型的，大家关注的央视委配楼火灾、上海交州路的高层项目，以往的火都是从室内开始着起，也有低层往高层蔓延，但是外墙火灾往往不按这个规律走。上海中心在幕墙设计对这个方面非常关注，我就有关内容做一下简单介绍。

    这是上海中心的平面图，红色部分是内幕墙，它是两道幕墙，外幕墙和内幕墙形成一个很大的空间，比双层幕墙空间大，说中庭跟以往又有区别，我们暂时把它叫做中庭。防火设计依据是原来对中庭有相关规定，中庭与建筑内部的放火分割设施为幕墙体系时，作为放火分割设施建筑维护构件其耐火极限不应低于1.00h并设置自动喷水灭火系统进行保护。在评估阶段，相关内幕墙测试是四川消防研究所做的。这个幕墙要考虑到四方面，它也是通过数理分析，根据热气流走势对幕墙的影响，整个上海中心分为七个部分，包括七个中庭构成的，我们看一个中庭，结论是红色的位置所受到影响比较大的，也就是温度比较高的部分，相对颜色浅的部分是属于温度比较低的。如果是中庭可燃物着火以后底部幕墙承受五六百的温度，上部的是240度。我本人是从事幕墙防火工作的，个人也认为这不一定就合理，至少是顶部这一部分应该属于温度比较高，因为它会有一个温度集聚的效应。央视北配楼，我做过相关分析，我们认为顶部玻璃幕墙破坏比较严重，当然它是正要启用还没启用发生的火灾，这时候排烟设施没有正常使用，这样顶部有一些温度比较高的区域存在。对于上海中心幕墙，考虑到建造的美观性和建造效率等等方面，温度比较低的我们称之为B1幕墙，底部温度高的B8幕墙，由于温度的不同幕墙的构造也是不同的。当时做性能化评估是这么要求的，对于在低温区的室内来说当时采用6兆瓦来做测试，中庭部分要承受大约240度的温度，这是月标准升温曲线，240度保温一个小时，整个幕墙体系采用了单元式插接的方式。B1的方案采用铝合金支撑体系、一面防火玻璃，在这么一个温度下，铝合金会不会在火灾状态下失效熔化，铝合金同志作为支撑体系在500多度的时候铝合金就熔化了。但是这个幕墙比较特殊，有窗式喷淋系统作为保护，为了这个项目我们在上海周边按照美国UL实验体系建了这么一个炉体做测试。它的外片玻璃采用的夹层玻璃，中庭很高，玻璃是单片的可能会产生自爆会有高空坠落伤人的问题，所以外面采用夹层玻璃、内片是防火玻璃。在高温状态下弹簧削会失去弹性，玻璃是脆性材料，脆性状态下受挤压可能会产生破坏，所以局部做了一些修订，由原来内凹改成突出的方式，C系统是在内幕墙有一个凸抬的部分，内外幕墙有三个部分比较接近，这个地方安装幕墙很困难，不能外部安装就内部安装幕墙，这也是一个钢支撑系统。

    幕墙门窗规范是什么，一个是防火分区问题，作为建筑中庭存在这么一个问题，它穿透很多楼板，将不同防火分区化成一个区域，这个区域突破规范所规定最小面积数，就需要防火分割设施将不同楼层封闭起来，形成若干个不同的防火分区，这包括防火卷帘、防火门窗、防火幕墙等等。新的规范对幕墙规定了更加科学合理的数值，对于中庭与相连通建筑面积之和大于一个防火分区最大允许建筑面积使应符合以下规定，中庭应与周围相连通空间进行防火分割，采用防火隔墙时耐火极限不低于一小时，采用防火玻璃时，放火玻璃与其固定部件整体耐火极限不低于一小时，但采用C类放火玻璃，尚应设置闭式自动喷水灭火系统保护。有可能一年半载玻璃出现耐候性的问题，尤其在外墙使用，而且没有办法做成中空玻璃、节能玻璃、镀膜玻璃，比较可行的是采用C类玻璃，C类玻璃有完整性没有隔热性，这往往是通过自动喷淋系统让它达到隔热性，同时对玻璃系统装置产生一个保护。民用建筑之间防火间距是很重要的概念，这是东北第一高楼皇朝万鑫，ABC座由于间距达不到，先是B楼起火，先烧了B座外围系统然后是室内，然后蔓延到A座，之间间距实际6.5米，好在A座这边用了防火窗，所以B座全部焚毁，A座外围烧坏，室内还基本保持完好。

    关于落地窗的规定，建筑外墙、下层开口部位之间墙体高度不应小雨1.2米，或应设置挑出宽度不小于1米，长度不小于开口宽度的放火挑檐。当室内设置自动喷水灭火系统时，上下开口之间的墙壁高度不应小于0.8米。也就意味着对民建来说要设置1.2米或者挑房檐一米，当不符合上述规定的时候，建筑外墙采用乙级防火窗和耐火极限不低于1小时的C类防火窗。也就意味这如果纯粹落地窗，将来对窗有耐火极限要求。关于幕墙对窗槛墙的规定，这个在原规范当中是有的，这种情况的幕墙特别多，幕墙内墙没有这种窗槛墙的概念，如果没有窗槛墙要采用至少0.8米防火玻璃墙，幕墙与每层楼板之间的缝隙要用防火封堵材料封堵。现在建筑外围做双层幕墙比较多，如果一旦发生火灾它也是高温有毒烟气呼吸作用，因此对双层幕墙内内的幕墙或者门窗要有耐火极限要求，规定是采用乙级防火窗或者耐火极限不低于一小时的C类防火窗。高层避难间外窗的规定通常是100米公共建筑应该设置直接对外可开气窗口或者独立机械防烟设施，外窗采用乙级防火窗或耐火极限不低于一小时的C类防火窗。对于高层病房在两层以上各楼层应设置避难间，高层建筑有避难层（间），这一层都是避难层。高层病房应设置对外可开启的，各楼层都要设置。对外窗有耐火极限要求，建筑高度大于27米住宅建筑每户应设置避难间，避难间房间内外墙体的耐火极限不低于一小时，门窗采用乙级防火或者不低于一小时C类防火窗。步行街面向街道玻璃展示隔墙，餐饮等商业设施通过步行街连接，步行街两侧建筑利用步行街进行安全疏散时，应符合面向步行街一侧的墙体耐火极限不低于一小时，采用其他分割设施时，隔墙两侧开口或非实心墙之间设置宽度不小于一米，耐火极限不低于一小时实心墙，门窗应采用乙级防火或者耐火极限不小于一时的C类门窗。

    此外是幕墙与外墙外保温材料的规定，外墙火灾多半是由于原来采用了一系列保温材料耐火等级问题，比如说完全采用不燃烧A级材料，外墙几乎没有发生火灾的概率，也就意味着对窗没有多少要求。但是事实上很多A级保温材料不见得适宜做保温材料，很多盐棉玻璃棉吸水保温能力下降。矛盾是保温性能好的防火性能就下降，这怎么办？新规定当中也可以用一些B1、B2级的，但是它用到外墙上就有火灾发生概率，窗作为火灾的引导通道，由外部进入到室内，肯定对外窗设一个耐火极限，即使外墙着火也不至于火灾从外部绵延到内部，所以根据你所使用不同保温材料情况，来确定窗的材质要求。防上用的防火玻璃可以做到5—22毫米这么厚，可以做一些钢质支撑系统，门隔断系统，作为外窗建筑节能性对它有要求，除了建筑节能性还有防火隔热性也有要求。

    消防救援窗的规定，JGJ102《玻璃幕墙工程技术规范》对幕墙玻璃采用夹层玻璃时，应设置消防救援单元，该单元应该设置明显标志。什么叫救援窗？102规范写得很清楚，这个玻璃不是夹层玻璃的时候就可以不用设置救援单元，为什么是夹层玻璃，因为现在考虑到其它安全问题，外片玻璃不做夹层玻璃有可能出现高空坠落的问题，还有用钢化玻璃作为均热处理来减爆，目前做了夹层玻璃可以在消防救援逃生救援可以做非夹层的方式，救援窗应该有明显标志。救援窗也分系统，一旦天黑的情况或者是烟雾弥漫的情况设置一些应急灯，上还有个地方设置了救援窗还有人员高空缓将装置，但是这应该还得训练，如果不训练，发生了这种情况没有专业训练的人不管用不会使也没有办法降下去。

时间关系我就简单介绍到这里，谢谢大家。
    Q：上海中心曾经做过关于B1玻璃的现场实验，在实验的时候玻璃是用的防火玻璃还是普通钢化玻璃，尤其是温度较低的部分。

    张明罡：所谓的B1低温系统采用铝合金支撑系统，它采用了水喷淋保护，但是还是用了一片防火玻璃，高吨状态的情况下采用的是钢的，而且横梁处并没有加喷淋保护。

    Q：做实验的时候有没有做对比，预计那个地方240度，用普通的安全玻璃和防火玻璃的对比实验

    张明罡：做过，240度的时候，实验分两侧做，先是标准升温曲线到240度保温，用防火玻璃跟钢化玻璃都是可以，但是6兆瓦这边后来是没有按照6兆瓦，用了标准升温曲线背面加水喷淋保护。如果用防火玻璃是可以的，完全按照标准升温曲线走，但是用钢化玻璃有问题。

    Q：如果中空玻璃两侧都是防火玻璃的话，不需要做水喷淋保护，如果有一侧需要水喷淋保护

    张明罡：可以这样理解，但是前提如果没有水喷淋保护，铝合金支撑系统有关系。

    Q：现在外墙做了放火窗，防火窗照常开启应该没有问题，因为它在火灾时自动关闭

    张明罡：现在有这样的装置，很简单，价格也不贵，类似喷淋系统泡一样，有个自动弹簧就弹回来了，正常情况下可以开关，但是一旦高温状态下就自动关闭了。

    Q：采用这种门窗建筑造价增加多少？

    张明罡：目前C类窗跟高档铝合金隔热窗差不多的价格，产业化的化一千来千块钱可以了。