玻璃幕墻的安全防火分析

【摘要】隨著高層建筑的逐漸增多，玻璃幕墻發展迅速，其存在的一些優缺點應加強重視，本文重點結合案例針對其中的安全防火進行簡要分析，以供參考交流。

【關鍵詞】高層建筑；玻璃幕墻；優缺點；安全防火

引言：

隨著城市人口的激增、城市化進程的加快，高層建筑得到了快速發展。高層建筑和超高層建筑的最佳外圍護結構為幕墻系統，目前我國建筑大多采用玻璃幕墻，以上海為例，現在已有三千余棟采用玻璃幕墻的超高層建筑。

玻璃幕墻是指懸掛在建筑主體結構上以玻璃為主要材料的外圍護墻體。隨著社會的進步和人民生活水平的提高，玻璃幕墻越來越被普遍應用。

一、玻璃幕墻的產生與發展過程

我國玻璃幕墻的起步遠遠晚于歐美等發達國家，但發展卻異常迅猛。從發展過程上看，我國玻璃幕墻經歷了模仿、自我成長和自我發展等3個階段。從種類上看，先后出現了明框玻璃幕墻、隱框（含半隱框）玻璃幕墻、吊掛式全玻璃幕墻和點支式全玻璃幕墻等4種類型。目前，我國逐漸發展成為世界上最大的玻璃幕墻生產國以及使用國。中國建筑玻璃與工業玻璃協會專家在近日召開的建筑玻璃安全性與節能性高峰論壇上表示，2011年，我國新建的城市公共建筑的玻璃幕墻采用雙銀玻璃比例在30-40%，較2010年的20%提高了接近一倍。目前我國每年生產玻璃幕墻7000萬平方米，占世界總產量的75%，已經成為名副其實的玻璃幕墻生產大國。

二、玻璃幕墻的優缺點

玻璃幕墻的安裝速度快、重量輕，是外墻裝配化生產、墻體發展輕型化較為理想的形式，當然最重要的特點是裝飾效果好。由于玻璃幕墻是以大面積玻璃作為建筑物的外墻面，可以使建筑物體現出明快、光亮、挺拔的意味。它能利用玻璃本身的特性，更好地與環境相融合。玻璃幕墻白天在人們面前展現出一幅幅連續流動著周圍景色的畫卷，夜晚它的室內燈光又成為城市中間的“夜明珠”，大大豐富了城市的景觀。

玻璃幕墻雖然美觀、輕便、通透度高，但其也有以下幾點缺點：

1.光污染

玻璃幕墻反射光強時產生的眩光現象，對行人和司機造成的影響容易引發交通事故，形成了光污染。

2.熱污染

玻璃幕墻涂膜的鏡面玻璃與鍍膜玻璃，陽光透過率低，其所反射出去的大量輻射熱轉嫁到鄰近建筑和周圍環境，造成人居環境的熱污染。

3.不利于節能

中國早期的玻璃幕墻采用的是陽光控制膜單層玻璃，造成大量的能耗，成為節能建筑的“大忌”。據報道上海市建委在2005年就要求金茂大廈迅速進行節能整改，原因是在整個陸家嘴地區，金茂大廈已經成為最大的電老虎，年耗電量驚人；而在2009年11月17日，據重慶日報報道，重慶巴南區已經明確規定，在該區域全玻璃幕墻式建筑將遭到淘汰。

4.不利于防火

由于玻璃幕墻材料的耐火性能較差，一旦建筑物發生火災，火勢蔓延迅速、撲救難度大、危害性大，給人們的生命財產帶來嚴重的威脅。2009年2月9日北京市央視新大樓北配樓發生的火災就是一起典型的幕墻火災。以下主要探討玻璃幕墻的火災危險性，并提出相應的防火措施。

三、中央電視臺新大樓北配樓的火災案例

2009年2月9日，正值我國傳統的元宵節，北京市京廣橋附近的中央電視臺新大樓北配樓于21時許發生火災。此次著火的建筑全名是電視文化中心（TVCC，TheTelevisionCulturalCenter），位于中央電視臺新臺址北側，是中央電視臺新臺址工程的重要組成部分。該工程總建筑面積103648m，高159m，框架剪力墻結構，地上由30層主樓和5層裙樓組成，地下兩層。地上部分使用功能為電視文化中心、五星級豪華酒店及劇院等，地下主要用做車庫及設備用房。

中央電視臺電視文化中心主體結構采用混合結構、主樓采用勁型結構；群樓采用鋼筋混凝土結構、鋼桁架、勁型結構。在結構內外側均采用鈦鋅合金板屋架幕墻（屋架的結構形式為桁架）與玻璃幕墻相結合；其中東西采用鈦鋅合金屋面幕墻，南北采用玻璃幕墻。

此次火災系新中國成立以來建筑物燃燒最快的一例，經公安部專家組勘察結果表明，央視新址北配樓火災是由于業主單位的人員違反規定燃放A類煙花，禮花彈爆炸后的高溫星體落入央視配樓主體建筑頂部擦窗機檢修孔內，引燃檢修通道內壁裸露的易燃材料，從而引發的火災。火災造成文化中心外立面嚴重受損，大樓西、南、東側外墻裝修材料過火。整體來看，央視新址北配樓具有“表皮過火”的特點，主體結構沒有受到嚴重影響。

四、玻璃幕墻的火災危險性

玻璃幕墻火災的危害性極大，主要有以下幾點：

1. 火災蔓延途徑多

由于構造及施工的原因，垂直的玻璃幕墻與水平樓板之間往往留有縫隙，這是火災發生時煙氣及火災蔓延擴散的主要途徑。一般情況下，玻璃幕墻由于面積大，往往會跨越多個樓層。而由于構造及施工原因，幕墻與樓板間一般留有5cm-10cm的縫隙，如果這個縫隙沒有進行密封或是密封不好的話，煙火就會由此向上蔓延，使得豎向防火分區被破壞。除此之外，當玻璃幕墻的玻璃被火勢燒裂破壞之后，火焰還可以從幕墻外側竄至上層墻面，燒裂上層玻璃幕墻后從外側蔓延至室內。

2. 玻璃的炸裂脫落影響疏散及滅火

建筑物發生火災時，室內溫度急劇上升，玻璃幕墻上的玻璃在火災初期由于溫度應力的作用常常會炸裂破碎，或是由于玻璃幕墻的鋁合金或型鋼骨架失去承載能力而脫落，導致火災迅速向上蔓延，出現所謂的“引火風道”，致使人員疏散和消防隊撲救困難。

3.排煙困難，影響人員疏散

考慮到結構安全以及密封性的要求，玻璃幕墻一般能夠開啟的窗扇很少。即使窗扇能夠開啟，為了窗體的結構安全，玻璃幕墻的窗扇尺寸也較小，且一般設計為上懸窗，開啟角度不超過45°。玻璃幕墻的這種設計方法，導致火災發生時，往往不能滿足自然排煙的要求。這是因為：

（1）開窗面積小；

（2）窗扇設計為上懸窗，使得每層玻璃幕墻的下部無法開窗，火災時形成負壓，基本無法排煙；

（3）能夠開啟窗扇位置設置較高，人員在緊急情況下，無法打開。因此，在火災發生后，往往有大量煙氣無法及時排出，大量濃煙積聚在建筑內，影響人員疏散以及火災撲救。

五、玻璃幕墻的防火措施

1. 玻璃幕墻的設計應滿足規范要求

玻璃幕墻設置時的層數、面積、長度，以及對玻璃幕墻防火分區、防火間距、防火節點的構造處理等，都應滿足《建筑設計防火規范》和《高層民用建筑設計防火規范》的要求。玻璃幕墻的設計不應該只考慮美觀問題，更加要考慮安全防火問題。

2. 防火挑檐的設計

為了防止玻璃幕墻上玻璃的破碎脫落影響人員疏散和消防員撲救，在設計中，應該在玻璃幕墻建筑直通室外安全出口的上方設置寬度不小于1m的防火挑，以保證人員安全。

3. 機械排煙系統的審核

設計中對于自然排煙的玻璃幕墻建筑，要計算其開啟窗戶面積是否達到排煙要求，如達不到，則需增加機械排煙系統，以防止煙氣危害。

4. 其它措施

為使玻璃幕墻達到更好的防火效果，提高玻璃幕墻本身的防火性能也是十分重要的。我們可以對玻璃幕墻室內一面涂以透明或不透明涂料做防火處理，也可以直接采用夾絲鍍膜防火玻璃幕墻。此外，目前在現行的規范中，沒有對玻璃幕墻加設自動噴水滅火系統進行明確的要求，但火災情況下，玻璃幕墻的玻璃受熱易破碎，從而導致火災的蔓延擴大。而對玻璃幕墻加設自動噴水滅火系統，可以對玻璃幕墻起到大大的降溫作用，從而有效地保護玻璃幕墻，防止火災在樓層之間相互蔓延，從而可以防止火情進一步擴大，減少人員傷亡和損失。因此，建議在玻璃幕墻周邊增設自動噴水滅火設施。

六、結語：

隨著玻璃幕墻越來越廣泛的使用，玻璃幕墻的缺點也慢慢顯現，特別是其火災危險性。為了預防玻璃幕墻的火災事故，我們必須重視與加強對玻璃幕墻工程的防火設計，采取以預防為主、立足自救的方法。采用合理的防火材料，設置防火分隔、防排煙系統、自動報警系統、室內自動噴水滅火系統及室內消火栓系統等，都是預防玻璃幕墻火災和進行火災自救的有效措施。