【文章內(nèi)容簡介】 內(nèi)庭跨越許多樓層，形成巨大的室內(nèi)空間，拔火作用明顯，很容易將一個(gè)樓層的火焰引向其他樓層，使火災(zāi)迅速蔓延擴(kuò)大。所以內(nèi)庭周邊必須形成一道防火墻。 一種做法是將內(nèi)庭周邊的建筑墻體按防火墻設(shè)計(jì)，采用不燃性墻體材料，防火門窗?；馂?zāi)時(shí)關(guān)閉門窗后內(nèi)庭的火焰不會向樓層室內(nèi)蔓延。電視文化中心的內(nèi)庭，就采用了這種防火設(shè)計(jì)，可惜這次火災(zāi)時(shí)尚在裝修，防火門窗還沒全部裝上，火災(zāi)中沒能起隔斷火災(zāi)的作用。另一種做法是單獨(dú)設(shè)置玻璃防火隔斷。整個(gè)內(nèi)庭由防火墻包封。北京電視中心、上海金茂大廈和廣州珠江新城西塔等工程都采用這種防火措施。（2） 阻斷危險(xiǎn)的豎向孔道電視文化中心金屬幕墻的鈦鋅面板均作成豎向肋形線條，尺寸為500mmX500mm，這就在保溫板上排滿了160米高的通風(fēng)管，保溫板燃燒時(shí)源源不斷提供充足的新鮮空氣，助長了火勢，使保溫材料在鋅板下有足夠氧氣充分燃燒，火災(zāi)不斷擴(kuò)大（圖22）。當(dāng)建筑設(shè)計(jì)存在這類危險(xiǎn)的豎向通風(fēng)孔道時(shí)，應(yīng)每隔若干樓層予以封堵。深圳證卷交易中心大廈的柱子，外包夾膠玻璃面板，玻璃與混凝土之間有70mm的空隙，高達(dá)240m，火災(zāi)時(shí)會形成通風(fēng)管道，所以每10層用防火玻璃封堵一次。（3） 可燃保溫材料應(yīng)劃分防火分區(qū)這次電視文化中心保溫層燃燒面積達(dá)十萬平方米，無法控制，造成巨大的損失。其中一個(gè)原因是為了節(jié)能，消除冷橋，讓保溫連續(xù)鋪設(shè)。這樣一來，一旦起火，就火燒連營七百里，不可收拾。先前也有過南京科技中心、濟(jì)南奧體中心金屬屋面保溫大面積火災(zāi)的教訓(xùn)。目前在建的工程許多保溫面積達(dá)20萬~30萬平方米，如果連續(xù)鋪設(shè)，一旦發(fā)生火災(zāi)，勢必?zé)o限蔓延。因此，采用可燃性保溫材料時(shí)，應(yīng)劃分面積不超過2000平方米的防火分區(qū)，分區(qū)的邊界應(yīng)采用不燃材料予以阻隔。一旦某一分區(qū)著火，火勢也局限在個(gè)別分區(qū)內(nèi)，不至于無限制到處蔓延，造成重大損失。 4. 擴(kuò)大鋼結(jié)構(gòu)在幕墻中的應(yīng)用 鋁的熔點(diǎn)約為700度，鋅的熔點(diǎn)約為 400度，都遠(yuǎn)低于鋼的熔點(diǎn)1450度。這次電視文化中心火災(zāi)后，現(xiàn)場可見鈦鋅板和保溫層全部燒失，惟有鋼骨架和鋼板雖然變形扭曲，但依然在位。許多幕墻火災(zāi)都出現(xiàn)過20分鐘鋁骨架熔化，面板失去支撐而掉下的現(xiàn)象。防火玻璃必須采用鋼骨架，已經(jīng)成為公認(rèn)的做法。鋁板幕墻和石材幕墻采用型鋼骨架也越來越多。一般玻璃幕墻則仍然以鋁型材為主，但是大型公共建筑的玻璃幕墻和玻璃采光頂已普遍采用鋼結(jié)構(gòu)支承。近年來冷成型薄壁型鋼開始在玻璃幕墻中應(yīng)用，并且相當(dāng)成功。幕墻專用薄鋼型材外觀上已可與鋁型材比美，~，斷面形式多樣，可以滿足各種玻璃幕墻和玻璃采光頂?shù)囊?圖12)。 圖12 幕墻用冷成型薄壁型鋼斷面 圖13 北京奔馳汽車公司辦公樓 目前許多高檔玻璃幕墻工程采用了薄鋼型材。圖13 為北京奔馳汽車公司。5． 不要讓建筑變成火的牢籠 沒有絕對安全的玻璃，用玻璃就會有一定的風(fēng)險(xiǎn)。問題是合理使用，求得最大的安全。有些文件把鋼化玻璃和夾層玻璃定義為安全玻璃，其實(shí)是不妥當(dāng)?shù)摹２ＡЯ?、玻璃柱和玻璃地板用單片鋼化玻璃就極其危險(xiǎn)。同樣，夾層玻璃打不穿、不飛散，可謂安全。但是如果用得不當(dāng)，就非常危險(xiǎn)。在建筑的超高層部分，消防只能靠自身的內(nèi)部消防系統(tǒng)，既不能靠外部水源灌救，室內(nèi)人員也不可能破窗逃命。這種情況下幕墻全部采用夾層玻璃并不影響消防的安全性，因而是可以的。但是在低層部分和裙房，以及大量的公共建筑，有些沒有設(shè)置內(nèi)部消防系統(tǒng)，外部救援和破窗逃生是重要的求生手段；即使有內(nèi)部消防設(shè)施，多一條生路就可以更多人獲救。 如果全部采用所謂安全玻璃的夾層玻璃，無疑就斷了這條生路，使建筑成為火的牢籠。一旦起火，外無救援之通道，內(nèi)無逃生的洞口，非常危險(xiǎn)。這并不是杞人憂天，2004年北京京民大廈火災(zāi)，被困的人員就是從打破的窗口逃生的 ，如果這些玻璃都是夾層玻璃，打不破，砸不爛，那將會出現(xiàn)多么可怕的結(jié)果！2005年，北京華貿(mào)中心電焊作業(yè)引燃保溫材料，發(fā)生火災(zāi)，煙霧太大，無法救火，最后打破幕墻玻璃，排除濃煙才救熄了大火。2011年，新西蘭基督城地震，玻璃幕墻表現(xiàn)良好，沒有破碎。幸好采用了單片鋼化玻璃，能讓室內(nèi)人員砸碎玻璃逃生。如果這幕墻全部是夾層玻璃那就麻煩了。 所以幕墻采用夾層玻璃面板時(shí)，應(yīng)當(dāng)留出救援口，并作出明顯標(biāo)記。救援口可以采用單片玻璃，也可以做成開啟窗?；馂?zāi)教育了我們，使我們在幕墻設(shè)計(jì)中更加重視防火問題。JGJ 102規(guī)范和JGJ 133規(guī)范的新版本對幕墻的防火性能和防火構(gòu)造提出了更高的要求，作出了更嚴(yán)格的規(guī)定。幕墻設(shè)計(jì)和施工中，要合理選用防火的材料，按規(guī)范要求作好各部位的防火構(gòu)造設(shè)計(jì)，盡力避免出現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)和安全漏洞，提高幕墻抵抗火災(zāi)的能力，并在萬一發(fā)生火災(zāi)時(shí)也能盡量減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。 幕墻規(guī)范的新解讀 （3） 玻璃面板的設(shè)計(jì) 趙西安 （中國建筑科學(xué)研究院 北京 100013） 一、 防止玻璃面板整片墜落 玻璃幕墻玻璃面板整片落下，近年來屢有發(fā)生，而且有些案例還造成人員受傷。為防止這樣的事故發(fā)生，玻璃面板設(shè)計(jì)和施工時(shí)必須充分注意，采取可靠的預(yù)防措施。1. 中空玻璃二道密封膠（1） 明框幕墻的中空玻璃 明框中空玻璃有金屬框承受風(fēng)力、地震力和玻璃自重，二道密封膠不受力，可以使用聚硫膠（圖1），以提高中空玻璃的密封性能。 圖1 明框中空玻璃的二道密封膠可用聚硫膠（2） 隱框、半隱框和全玻幕墻的中空玻璃 隱框、半隱框中空玻璃和全玻幕墻面板的中空玻璃，所承受的風(fēng)力、地震力、自重都要通過二道密封膠來傳遞到支承結(jié)構(gòu)上去，因此必須使用硅酮結(jié)構(gòu)膠（圖2）。 圖2 隱框幕墻的二道密封膠要承受外力，必須使用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠（3） 點(diǎn)支承玻璃幕墻的中空玻璃 鋼爪、夾板支承的點(diǎn)支玻璃，雖然在支承點(diǎn)處有支承頭或鋼夾板夾持，但在離開支點(diǎn)較遠(yuǎn)的部位，二道密封膠也要部分受力，也要采用硅酮密封膠作為中空玻璃的二道密封（圖3）。 圖3 點(diǎn)支承中空玻璃的二道密封膠也應(yīng)采用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠（4） 二道密封膠的寬度 采用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠作為受力的二道密封膠時(shí)，其寬度要由受力計(jì)算來決定。 有些玻璃深加工廠家隨便決定二道密封膠的寬度，或者取個(gè) 5 mm，這是很不安全的。風(fēng)力有大小，玻璃的尺寸不相同，膠縫受力也不相同。 二道密封膠的寬度要由隱框、半隱框中空玻璃的荷載、尺寸，通過計(jì)算決定。并且不得小于 7 mm。二道密封膠寬度要留余地 膠縫應(yīng)能承受外片玻璃的自重；當(dāng)兩片玻璃厚度相等時(shí)，膠縫應(yīng)能承受總風(fēng)力的 60 %。（5） 隨便用聚硫膠代替硅酮結(jié)構(gòu)膠惹大禍 2011年7月9日，杭州慶春大廈發(fā)生中空玻璃外片整片落下重傷行人案。當(dāng)天上午，杭州慶春大廈21樓掉下一塊玻璃，經(jīng)查明是活動扇中空玻璃的外玻璃。 這是業(yè)主自行更改幕墻闖下的大禍。 業(yè)主自行決定將部分固定玻璃板塊改為開啟窗，交由非專業(yè)門窗廠施工。隱框開啟扇中空玻璃二道密封膠居然采用聚硫膠，粘結(jié)不良，外片玻璃整片滑落。膠與中空鋁框接觸面光滑、潮濕，沒有可靠的粘接?，F(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn)在21層的一個(gè)開啟扇，只剩一層內(nèi)玻璃，非常干凈，顯然外玻璃剛掉。環(huán)繞內(nèi)玻璃的一圈膠，表面光滑，沒有粘牢外玻璃。二道密封膠用手摳出成粉狀。 早上九時(shí)，兩位少女上班經(jīng)過，外片玻璃落下，切斷一位少女小腿，送往上海搶救，由于傷勢過重，只得截肢。鋼化玻璃落地后粉碎，手術(shù)中從她身體中取出大量的鋼化玻璃碎片。19歲花季少女從此失去了歡樂人生 這不是一個(gè)孤立的事件，2011年11月，上海靜安協(xié)和城小區(qū)先后 30 余片中空玻璃的外片滑落。外片綠色鍍膜玻璃整片脫落后，露出內(nèi)側(cè)透明玻璃。碎玻璃鋪了一地 必須采取措施，防止中空玻璃外片整片落下的事件再次發(fā)生。2. 隱框玻璃幕墻的安全措施（1） 控制隱框玻璃幕墻的使用高度 目前我國內(nèi)地大量采用隱框玻璃幕墻，而且高度不斷增長，最高的廣州國際金融中心已達(dá)435m。由于隱框玻璃完全靠硅酮結(jié)構(gòu)膠粘接，又沒有金屬件固定，影響安全的因素很多，因此應(yīng)當(dāng)對其使用高度適當(dāng)控制。 在日本，幾乎看不到全隱框玻璃幕墻，基本上都采用明框和半隱框玻璃幕墻。歐洲和美國大體上也是這樣的情況。 因此JGJ 102 規(guī)范的新版本作出了規(guī)定，高度100m 以上的玻璃幕墻不宜采用隱框做法。也就是說，高度超過100m的玻璃幕墻要用明框、半隱框的做法。（2） 控制板塊的尺寸 現(xiàn)在許多工程的隱框板塊，尺寸非常大，對幕墻的安全十分不利。如廣州國際金融中心，高度435m，（圖4）；（圖5）。這些板塊承受的風(fēng)力使得膠縫寬度大到無法接受的程度，最后只得采用超高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)膠SS922才能過關(guān)。 圖4 圖5 福州福建大劇院6mX2m大板塊為保證使用安全和設(shè)計(jì)施工的合理性，一般情況下隱框板塊的面積不宜超過2m2。超過4m2的大板塊，使用一定要十分慎重。（3）隱框板塊應(yīng)底部加金屬承托 結(jié)構(gòu)密封膠不宜長期受力，隱框板塊必須底部加托承受玻璃自重。中空板塊的底托要托住外玻璃（圖6）。 圖6 隱框玻璃要加金屬托承受玻璃自重 無托無墊將使結(jié)構(gòu)膠受長期荷載，萬一結(jié)構(gòu)膠失效時(shí)，玻璃板塊就會脫落。 圖7 無金屬托容易發(fā)生玻璃滑落（4） 外露金屬件提高隱框板塊的安全性 為加強(qiáng)隱框板塊的安全性，可以設(shè)置外露金屬固定件。倒掛隱框板塊應(yīng)設(shè)外露金屬固定件。 河南廣播電視塔 希臘藝術(shù)博物館 圖8 設(shè)置外部金屬件使隱框玻璃板塊更安全（5） 倒掛玻璃不應(yīng)采用隱框板塊 倒掛和反斜隱框玻璃板塊的自重，要由結(jié)構(gòu)膠承受，結(jié)構(gòu)膠處于長期受力狀態(tài)，這是非常不安全的。因此JGJ 102 規(guī)范新版本規(guī)定，倒掛玻璃不應(yīng)采用隱框方式，可以采用明框或半隱框玻璃。 （6） 防止PVB夾膠玻璃整片彎曲下垂脫落 目前夾層玻璃大多采用PVB膠片作為中間層，這種膠片比較柔軟，強(qiáng)度低，一旦鋼化玻璃碎成粒狀后就失去后期強(qiáng)度，整片玻璃板塊發(fā)生大的平面外變形，下垂或外突。變形過大，玻璃板塊就會從金屬框中拔出，或沿附框邊緣撕開，很容易整塊墜落。 2011年11月，浙江義烏某服裝商場采光頂?shù)腜VB夾層玻璃爆裂后整塊下垂，隨即掉下，砸傷在中庭的五名兒童，其中一名五歲幼兒腿部撕開受重傷。如果采用離子性中間膜（商品名SGP膜）夾層玻璃，由于具有很高的剩余強(qiáng)度和剛度，將不會發(fā)生這樣的墜落事故。（7） 對邊支承的玻璃板塊要防止拔出脫落 JGJ 102 規(guī)范新版本對周邊支承的玻璃面板設(shè)計(jì)做出了詳細(xì)的規(guī)定，但在工程中常常采用部分邊緣支承的板塊，特別是對邊支承的玻璃板塊。這種板是簡支板，兩對邊是支座，另外一組對邊自由，沒有支承。一旦受力過大，彎曲變形過大，就非常容易從邊框脫出，整塊掉下。 2012年5月25日，面積約8m2的夾層中空玻璃突然掉下，在地面上摔得粉碎（圖9）。玻璃為(10mm++10mm)+12A+12mm，三片玻璃全鋼化，上下對邊明框支承，左右兩邊自由無支承，注膠密封。由于玻璃幕墻向外傾斜，板塊尺寸過大，一旦玻璃自爆，玻璃的自重將使夾層玻璃彎曲下垂，從槽口中拔出，整片掉下。 圖9 首都機(jī)場第三航站樓超大玻璃板塊整片墜落 為防止類似的事件再次發(fā)生，應(yīng)控制玻璃的尺寸，加大玻璃的入槽深度，加固明框的外壓片。 二、 鋼化玻璃的自爆問題1. 鋼化玻璃和半鋼化玻璃 將浮法玻璃加熱至軟化溫度后急劇冷卻就成為鋼化玻璃,其強(qiáng)度可以達(dá)到浮法玻璃的4~5倍。鋼化玻璃表面的壓應(yīng)力大于70N/mm2，應(yīng)力越大，破碎后形成的玻璃顆粒越小。我國相關(guān)規(guī)定為大于90N/mm2，目的是追求小顆粒以保安全。但事與愿違，應(yīng)力提高反而大大提高了玻璃的自爆概率。 當(dāng)玻璃的表面應(yīng)力大于70N/mm2時(shí)有可能出現(xiàn)自爆現(xiàn)象，即無任何外界作用也可能自行爆裂。自爆是鋼化玻璃的固有特性，主要由硫化鎳雜質(zhì)引起。通常1%~3%的自爆概率被認(rèn)為是可以接受的。雖然可以采取技術(shù)措施降低其自爆概率至千分之一，但不可能保證做到完全不自爆。 2003年以后，按照有關(guān)規(guī)定幕墻停止使用半鋼化玻璃，代之以鋼化玻璃。而且還規(guī)定鋼化玻璃的表面應(yīng)力不得小于90N/mm2。這種高應(yīng)力的玻璃導(dǎo)致自爆事故頻頻發(fā)生，對生命和財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成威脅。2005年一座大型會展中心的幾道高達(dá)30余米的防火玻璃隔斷，鋼化銫鉀單片玻璃自爆五十余片，給即將召開的國際會議帶來重大危險(xiǎn)，不得不