雙層玻璃幕墻防火分析探討

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1、雙層玻璃幕墻防火分析探討張家兵（中國(guó)建筑上海設(shè)計(jì)研究院有限公司）【摘要】文章主要針對(duì)雙層玻璃幕墻進(jìn)行分析研究，著重闡述其分類及各自優(yōu)劣，同時(shí)結(jié)合工程實(shí)例即對(duì)上海市采用雙層玻璃幕墻的高層建筑進(jìn)行調(diào)查從而得出相對(duì)科學(xué)合理的消防應(yīng)對(duì)措施，旨在給予更多工程項(xiàng)目予借鑒與幫助?！娟P(guān)鍵詞】雙層玻璃；幕墻；防火；內(nèi)呼吸；外呼吸引言雙層玻璃幕墻（Double-SkinFacade）簡(jiǎn)稱DSF,是一種將兩層玻璃墻之間的通道放置上遮陽(yáng)簾，依靠通風(fēng)排走通道中熱量的技術(shù)，最先起源于德國(guó)，后因其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)逐漸被廣泛運(yùn)用。該技術(shù)在大大提高遮陽(yáng)效果的同時(shí)也保持了建筑外觀的整潔與通透

2、?，F(xiàn)對(duì)于雙層玻璃幕墻進(jìn)行規(guī)定的僅有上?！峨p層玻璃幕墻防火設(shè)計(jì)規(guī)程（暫行）》（滬消發(fā)［2008］146號(hào)）［1］（以下簡(jiǎn)稱《上海規(guī)定》）這一規(guī)范。在當(dāng)今節(jié)能減排、綠色環(huán)保的倡導(dǎo)下，雙層玻璃幕墻是一種可有效達(dá)到上述兩種目標(biāo)的設(shè)計(jì)，例如筆者2016年04月份在河北保定設(shè)計(jì)的《保定華遠(yuǎn)植物園售樓處》采用了雙玻璃幕墻設(shè)計(jì)（如下圖1）。圖1保定華遠(yuǎn)植物園售樓處在雙層玻璃幕墻的分類方面可依據(jù)其墻間空氣活動(dòng)方式與特點(diǎn)進(jìn)行劃分，即開(kāi)敞式外循環(huán)呼吸式（簡(jiǎn)稱外呼吸式）幕墻與封閉式內(nèi)循環(huán)呼吸式（簡(jiǎn)稱內(nèi)呼吸式）幕墻兩種。依據(jù)筆者的實(shí)際調(diào)研狀況及現(xiàn)有的理論成果總結(jié)，現(xiàn)有的建筑

3、多采用外呼吸式幕墻形式，這一結(jié)論對(duì)于消防設(shè)計(jì)有極大影響。木文著力對(duì)此進(jìn)行分析闡述，旨在得出較為科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案，為更多工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)提供借鑒與幫助。1.雙層玻璃幕墻的通風(fēng)模式(1)外呼吸式幕墻擁有著完全封閉的采用中空玻璃的內(nèi)幕墻。其工作原理為充分運(yùn)用外幕墻上所設(shè)有的進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口，利用自然通風(fēng)引入室外新風(fēng)，新風(fēng)經(jīng)由熱通道由其帶走熱量再?gòu)纳喜颗棚L(fēng)口排岀。這--過(guò)程能夠充分減少太陽(yáng)輻射的影響，同吋也兼顧能源的節(jié)約。外呼吸式幕墻內(nèi)外幕墻之間的熱通道寬度應(yīng)不小于450mm,其風(fēng)口依據(jù)所要得到的效果開(kāi)啟或是關(guān)閉。在夏天開(kāi)啟風(fēng)口從而形成煙囪效應(yīng)，有利于室內(nèi)隔離

4、太陽(yáng)輻射保持自然通風(fēng)；在冬天，關(guān)閉封口，幕墻與室內(nèi)便形成一個(gè)想都封閉的空氣保溫層從而產(chǎn)生溫室效應(yīng)，減少室內(nèi)空調(diào)制冷，達(dá)到保溫蓄熱的效果。(2)內(nèi)呼吸式玻璃幕墻所采用的是機(jī)械通風(fēng)的方式，其原理是將空氣從室內(nèi)的下通道吸入，再經(jīng)由熱通道上升至上部的排風(fēng)口，最后吊頂內(nèi)的風(fēng)管將其排除。內(nèi)呼吸式玻璃幕墻外幕墻是完全封閉狀態(tài)，因而這一過(guò)程是在室內(nèi)進(jìn)行的內(nèi)外幕墻之間為150mm至300mm的熱通道寬度。1.雙層玻璃幕墻防火設(shè)計(jì)現(xiàn)狀分析雙層玻璃幕墻現(xiàn)已廣泛運(yùn)用于建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中，因其具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，為提高室內(nèi)舒適度及節(jié)約能源做岀重要貢獻(xiàn)。然而，它的使用也為消防設(shè)計(jì)帶來(lái)難題

5、，主要體現(xiàn)在如下兩方面：首先，雙層玻璃幕墻在夏天吋打開(kāi)通風(fēng)口，讓自然風(fēng)上升形成煙囪效應(yīng)為室內(nèi)帶來(lái)涼爽。但煙囪效應(yīng)在火災(zāi)發(fā)吋也會(huì)形成，此吋，熱通道則成為火與煙上升的途徑，從而加劇火災(zāi)的蔓延范圍與速度，不利于火災(zāi)營(yíng)救。另一方面而言，在GB50006—2014)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(以下簡(jiǎn)稱《防火規(guī)范》)明確規(guī)定，高層建筑民用建筑防火分區(qū)為1500m2,一、二級(jí)耐火等級(jí)的單、多層民用建筑防火分區(qū)為2500m2,設(shè)置自動(dòng)滅火系統(tǒng)的防火分區(qū)最大分區(qū)面積可增加一倍，高層民用建筑可達(dá)到為3000m2,單、多層民用建筑可達(dá)5000m2o而自動(dòng)幕墻的分割模式為每隔多

6、層即劃分為一個(gè)獨(dú)立的幕墻循環(huán)體系,由此則無(wú)法達(dá)到《防火規(guī)范》的要求，對(duì)于一些防火措施的設(shè)置也較為困難，如水平防火分隔、垂直防火分隔等防火墻的設(shè)置。而如果將與獨(dú)立單元相連接的防火區(qū)域相互疊加則其面積很容易超過(guò)《防火規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定；而若設(shè)計(jì)完全按照相關(guān)規(guī)定的面積進(jìn)行則會(huì)大大影響到雙層幕墻在設(shè)計(jì)上的美感及使用上的性能揮。因而，如何平衡雙層幕墻在使用上的節(jié)能特征及消防設(shè)計(jì)上的安全性是現(xiàn)階段應(yīng)當(dāng)不斷探索攻克的難題。1.雙層玻璃幕墻消防安全及火災(zāi)蔓延分析3.1安全目標(biāo)雙層幕墻在現(xiàn)代建筑中的廣泛使用是由于其對(duì)于室內(nèi)舒適度的滿足及符合現(xiàn)今節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)同時(shí)其也能

7、夠很好的保持建筑的整齊美觀性。但歸根究底,對(duì)于雙層幕墻的使用也應(yīng)當(dāng)滿足消防安全的要求。現(xiàn)有的相關(guān)規(guī)定與規(guī)范對(duì)于其作岀明確規(guī)定為了在發(fā)生那個(gè)火災(zāi)吋能夠最人程度的將火災(zāi)控制在最小范圍內(nèi)，避免因火勢(shì)蔓延消防營(yíng)救困難而造成更多的財(cái)產(chǎn)損失也為了保障人身安全。通常認(rèn)為，若火災(zāi)發(fā)生時(shí)，著火層上方玻璃幕墻不發(fā)生破裂，或者說(shuō)若玻璃內(nèi)幕墻晚于外幕墻破裂則高溫的煙塵熱氣無(wú)法進(jìn)入非著火區(qū)域，另窗檻墻防火設(shè)計(jì)與單玻璃幕墻同，此時(shí)玻璃幕墻即起到了與常規(guī)單幕墻同樣的有效防止火災(zāi)焰火煙塵蔓延的作用，則雙層玻璃幕墻即使符合消防安全規(guī)范同時(shí)也是滿足安全目標(biāo)的。3.2火災(zāi)蔓延分析(1)

8、內(nèi)呼吸式。內(nèi)呼吸式的雙層幕墻在防火設(shè)計(jì)上與單幕墻建筑相似，因此并沒(méi)有更多的措施要求。因?yàn)閮?nèi)呼吸式的雙層幕墻熱通道寬度較小一