防火玻璃在建筑工程中的使用和存在的问题

随着经济的飞速发展，建筑尤其是商业建筑也设计的越来越大，就笔者所在的城市，一年内就建成超过30万平米的大型建筑5座。此类大型建筑的防火设计本就复杂，设计师还总是希望将建筑的内部空间设计得通达四方，追求一眼望到边的通透效果。而由于建筑防火分区和分隔的要求，往往使建筑效果和建筑防火形成矛盾，因此开始大量使用步行街、防火玻璃的设计。尤其是防火玻璃，它曾被单纯的认作是一种建筑用防火材料。

    如今，它已更多的作为一种完整的防火构件被使用在建筑工程中，特别是作为防火隔墙，其与防火框、密封系统及五金件等共同构成了一套完整的隔火隔热系统，已被广泛用于高级宾馆、饭店、机场、体育馆、图书馆、计算机房等现代公共建筑中。它既可以达到普通玻璃的透明光亮效果又能实现防火功能，它既可以与框架一起组成防火分隔构件，又可以作为配套防火门、窗的防火材料，很受设计师和建筑方的青睐。

　　防火玻璃虽然开始在建筑中大量使用，但如何正确使用防火玻璃，使用哪种类型的防火玻璃，哪些部位可以使用防火玻璃等问题在我国现行规范中仍有很多盲区。同时，很多建设单位、设计单位、施工单位存在认识和使用误区，认为只要是使用防火玻璃就能作为防火分隔，只要防火玻璃做成的隔墙就能达到耐火极限要求，我们的监督人员在日常审批和检查中也对此存在很多模糊认识，不知道如何去把握。为了使大家对防火玻璃及隔墙的使用有一个清晰的印象，本文对防火玻璃及隔墙在建筑工程中的使用和存在的问题进行简介和分析。

　　1、防火玻璃的发展历程

　　防火玻璃源于欧美国家，我国在20世纪80年代开始生产。因为价格等问题，最初的防火玻璃是用于防火门上的一种单片夹丝玻璃，面积一般不大于0.1平方米，当时的防火玻璃用量很小。

　　到了20世纪80年代中期，我国开始研制和生产隔热型防火玻璃，多用于防火门视窗，但外观质量与防火性能的稳定性与国际水平相距较多。20世纪90年代初，单块大面积防火玻璃研制成功，并用于建筑内防火隔墙及防火窗等。2000年后，国内研发出单片防火玻璃，并大量投入市场。

　　经过这20多年的发展，生产防火玻璃的企业已近千家。近年来我国防火玻璃市场已超过100万平方米。而技术方面也有质的飞跃，已可满足不同的防火要求。其中特别要提的是非隔热型的硼硅防火玻璃，这种防火玻璃一直广泛使用于欧美建筑，如今我国也自主研发了硼硅防火玻璃。从耐火极限上讲，最初的防火玻璃只要求达到72min。而如今，单片防火玻璃最高可达到3h耐火极限，而隔热型防火玻璃也已经可以达到2h耐火极限。在外观与厚度方面，隔热型防火玻璃也与国际先进的隔热型防火玻璃差异不大。另外，我国防火玻璃也已经开发出多种类多需求，适应异型建筑的多功能防火玻璃，例如弯弧型防火玻璃，异型防火玻璃，具有节能功能的防火玻璃，防弹防火安全玻璃以及艺术防火玻璃等。

　　2、防火玻璃类型及原理

　　2.1、按结构分类

　　（1）复合型防火玻璃（FFB）。由2层或2层以上玻璃复合而成或由1层玻璃和有机材料复合而成，并满足相应耐火等级要求的特种玻璃。

　　（2）单片型防火玻璃（DFB）。由单层玻璃构成，并满足相应耐火等级要求的特种玻璃。

　　（3）灌注型防火玻璃（GFB）。由2层玻璃（特殊需要也可用3层玻璃），四周以特制阻燃胶条密封。中间灌注的防火胶液，经固化后为透明胶冻状与玻璃粘接成一体。也有的将此类玻璃归入复合型防火玻璃。

　　2.2、按耐火性能分类

　　（l）A类防火玻璃。同时满足耐火完整性、耐火隔热性要求的防火玻璃（又称为隔热型防火玻璃）。

　　（2）B类防火玻璃。同时满足耐火完整性、热辐射强度要求的防火玻璃。

　　（3）C类防火玻璃。仅满足耐火完整性要求的防火玻璃（又称为非隔热型防火玻璃）。

　　2.3、按耐火极限分类

　　按耐火极限分5个等级：0.5h、1.00h、1.50h、2.00h、3.00h。

　　2.4、防火玻璃的防火原理及技术参数

　　以下只对A类、C类防火玻璃的防火原理和相关技术参数进行阐述。

　　（l）A类防火玻璃又分为复合型防火玻璃及灌注型防火玻璃。复合型隔热防火玻璃通常由2层或多层玻璃原片附之1层或多层无机防火胶夹层复合而成。当火灾发生时，向火面玻璃遇高温后很快炸裂，防火胶夹层相继发泡膨胀约10倍左右，并大量吸收火焰燃烧所带来的高热量，形成白色不透明防火胶板，其坚硬程度可保证耐火完整性，而多孔的结构使其具有隔热作用。因此，复合型隔热防火玻璃既可有效地阻隔高温，又可隔绝火焰、烟雾及有毒气体。灌注型隔热防火玻璃是由2片玻璃经过密封后，在其中间灌入无机防火胶制作而成。当火灾发生时，向火面玻璃遇高温后很快炸裂，中间透明胶冻状的无机防火胶层会迅速硬结，形成一张白色不透明防火隔热板，并大量吸收火焰燃烧所带来的高热量。在阻止火焰蔓延的同时，也阻止高温向背火面传导。

　　（2）C类防火玻璃又分为硼硅单片防火玻璃、艳钾单片防火玻璃、高强度单片防火玻璃。硼硅单片防火玻璃是选用含高硼硅经浮法工艺生产出的一种原片玻璃，经钢化加工而成的。它的防火性能源自于其很低的热膨胀系数，仅为4×l06（20～300℃），比普通玻璃（硅酸盐玻璃）低2～3倍。此外，硼硅单片防火玻璃还具有高软化点，极好的抗热冲击性和粘性等特质。因此，当火灾发生时，硼硅单片防火玻璃不易膨胀碎裂，是一种高稳定性的单片防火玻璃，其耐火时限高达3h。

　　铯钾单片防火玻璃是由普通浮法玻璃经过特殊的化学处理及物理钢化制作而成的。其中，化学处理的作用是在玻璃表面作离子交换，使玻璃表层碱金属离子被熔盐中的其他碱金属离子置换，从而增加了玻璃强度，提高了抗热冲击性能。而特殊的物理钢化处理，使其达到安全玻璃的要求。其中高强度单片防火玻璃经过特殊的物理钢化处理（大风压）制造的防火玻璃。

　　3、防火玻璃隔墙的类型和做法

　　防火玻璃隔墙按照GB/T12513-2006《镶玻璃构件耐火试验方法》将防火玻璃隔墙按耐火性能分为隔热型和非隔热型，按照中华人民共和国公共安全行业标准GA97-1995《防火玻璃非承重隔墙通用技术条件》，将其按结构分为钢框防火玻璃隔墙（简称G类）和木框架防火玻璃隔墙（简称M类）。

　　隔热型防火玻璃隔墙：在一定时间内能同时满足耐火完整性和耐火隔热性要求（失去耐火隔热性即背火面平均温升超过140度或者最高点温度温升达到180度）。

　　非隔热型防火玻璃隔墙：在一定时间内能满足耐火完整性的要求，但不能满足耐火隔热性的要求。

　　钢框防火玻璃隔墙：由方钢或成型钢板制作，通过焊接或专用螺钉等连接固定，并配以绝热材料，钢框内填充不燃材料，以保证受火时达到耐火要求。

　　木框防火玻璃隔墙：选用经过干燥的成材制作而成，其含水率不宜大于12％或不应大于使用的平衡含水率，在框架结合处和安装小五金处，均不得有木节或已填补的木节，木材应采取阻燃绝热处理，以满足耐火要求。

　　4、防火玻璃的工程应用问题

　　防火玻璃虽然已有一段不短的使用历史，但在实际应用中和监督中，仍存在一些不可忽视的问题：

　　4.1、防火玻璃和防火玻璃隔墙不分

　　一些建筑在设计时既需要防火分隔又需要美观通透，就会将防火玻璃隔墙作为防火分隔措施来解决，例如性能化商业步行街内的精品店隔墙、大商业空间中的玻璃防火墙、观景竖井的观景窗等。但是，设计人员往往在仅仅在图上标注为防火玻璃，而非防火玻璃隔墙，而消防审核人员一般只会提出要标明几小时的防火玻璃隔墙，并未要求设计人员将防火玻璃隔墙的细部节点施工做法绘图加以说明。在实际施工中，常见做法是施工方按设计要求购买防火玻璃按照普通玻璃隔墙做法将防火玻璃固定在框架中，中间封上胶水，简单的认为防火玻璃拼接在一起就是防火玻璃隔墙，认为这就满足消防要求了，验收时提交防火玻璃的检测报告即可。这些，都忽略了防火玻璃隔墙是由防火玻璃、框架、密封材料、垫块等防火构件组成的，是一个完整的系统。防火玻璃只是防火玻璃隔墙的组成部分，必须与镶嵌框架和防火密封材料等进行组合安装，才能构成防火玻璃隔墙，达到规范相应耐火极限标准。

　　4.2、防火玻璃加喷淋保护时的应注意的问题

　　国内外的相关实验表明选择适当的水喷淋系统保护可以有效延长单片防火玻璃到达丧失隔热性和临街辐射照度的时间，有效延长防火隔热时间，确保人员疏散。目前此种设计大量应用于大型商业步行街等性能化设计中，由非隔热型单片防火玻璃加水喷淋系统保护起到隔热作用。此类工程做法中最关键的是喷淋保护的布水效果，因为实验表明一旦失去喷淋保护单片防火玻璃将很快失去防烟隔火的作用。但在设计和施工中存在很多问题，例如商业步行街两侧的店铺有的直接将装修造型做在防火玻璃上，影响喷头布水效果；有的将喷头安装在装修的品牌门头下，影响喷头集热；有的门头安装在防火玻璃和喷头之间，造成遮挡；有的施工单位未将该喷淋保护系统的管道单独设置，与其他喷淋共用同一管道从而导致喷淋水量和持续时间不能达到设计要求；有的施工单位使用的喷头类型错误。还有很多与以上类似的问题，总之，施工中，应保证喷头能及时有效的保护到分隔用的防火玻璃，这是应该注意的。

　　4.3、防火玻璃隔墙设计施工存在误区

　　目前许多设计单位不设计工程做法，施工单位对防火玻璃的检测报告存在误区，认为只要所选用的防火玻璃有检测报告就可以了，忽略了防火测试不是仅仅几页纸的测试报告，而是一套系统的描述该防火系统的详细尺寸、材料使用、防火性能的完整资料。《建筑安全玻璃_第1部分：防火玻璃》（GB_15763.1_2009）图集中说明了测试时该系统使用的各种框架材料和配件的种类、厚度、形状、尺寸、装配细节、节点图，甚至连固定螺钉的大小和位置都有详细描述。第7.3条中耐火性能中规定，防火玻璃的试样受火尺寸应选择实际使用的最大尺寸来进行试验，且不小于1100mm×600mm。实验时所使用的固定框架和安装方式应与实际工程配套使用的相同，并以图纸或其他相当的方法记录固定框架和安装方式。但在实际工程中建设单位为达到通透良好的视觉的效果往往选用超出防火玻璃检验报告所送检的玻璃尺寸，且防火玻璃的固定框架和安装方式也未采用检验报告中的固定方式，导致在验收时无法判定其耐火极限，建设单位需要重新按照工程实际最大尺寸送检防火玻璃，如不能通过检测建设单位需要重新选型防火玻璃或重新安装，造成大量的浪费。因此，建设、施工单位应在施工前将选用的产品连同将要选用的施工做法一同送国家专业检测部门送检，待检验合格后再进行施工。

　　4.4、消防监督中的问题

　　有的监督人员错误的认为防火玻璃做的门就是防火门，防火玻璃做的隔墙就是防火玻璃隔墙，防火玻璃做的窗户就是防火窗，应该明确掌握防火玻璃、防火玻璃隔墙、防火门、防火窗是完全不同的消防产品，都应检查相应的检验报告，防火门还应有型式检验报告。在检查中，不能简单的询问防火玻璃的耐火极限，而是应该认真对照其检验报告中的防火玻璃尺寸和现场做法是否相符。防火玻璃隔墙的耐火极限还取决于框架结构和玻璃与框架的链接固定方式，检查中还应该检查防火玻璃隔墙的工程做法是否按照生产企业提供的施工工艺进行安装施工，例如隔热型框架系统因为使用的是复合隔热型防火玻璃，受热时玻璃内胶体会发泡膨胀，所以在安装时玻璃与框架间要留有一定空隙；非隔热型框架系统使用的是单片防火玻璃，在火灾中，单片防火玻璃会软化下垂，所以安装框架系统应紧夹玻璃，不能留有空隙。

　　5、结束语

　　如今，在各种国际交往日益增多的情况下，我国消防事业的现代化将与国际社会发生更加密切的联系。虽然我们取得了很大的成就，但是由于我国消防产业的起步晚，与国外一些几十年上百年的消防产业历史相比，我们的发展还落后于世界先进水平。例如在防火玻璃技术的应用设计中对于系统概念的认识、相关规范的制定、应用设计、材料制作、深加工技术、生产过程中质量控制管理等方面均有一定的差距。为此，注视国际消防动态，了解外国消防法规和管理，研究防火玻璃在防火分隔应用中所出现的问题，是十分必要的。为了市场的发展，也为了创造一个更好的消防产业环境，提高现有产品的技术水平，及时修订规范，及时解决工程应用中的难题，是我们今后前进的方向。