玻璃幕墻的火災危險性及對滅火救援的影響

秦洪超

【摘 要】本文分析了玻璃幕墻建筑火災的危險性以及對滅火救援行動的影響，提出了改進措施及應急處置方法。

【關鍵詞】玻璃幕墻；火災危險性；滅火救援

隨著經濟的快速發展，玻璃幕墻作為一種新穎、前衛的墻體裝飾方法，被各類建筑普遍采用。但發生建筑火災，玻璃幕墻燃燒、爆裂以及火焰、煙氣迅速蔓延的問題顯著暴漏，嚴重威脅著救援官兵、周邊群眾的生命安全。因此分析玻璃幕墻火災危險性及滅火救援影響，對于安全有效地開展滅火救援工作至關重要。

1 玻璃幕墻的應用現狀

1.1 玻璃幕墻的定義和分類

玻璃幕墻是一種特殊的外墻裝飾結構，它由支承結構體系和與建筑主體結構有一定位移能力、不分擔主體結構承受力的建筑外圍護結構組成。

玻璃幕墻根據結構形式可以分為框支承玻璃幕墻、點支承玻璃幕墻、全玻璃幕墻以及斜玻璃幕墻?，F代社會中應用最廣泛的是框支承玻璃幕墻，其又可以分為明框玻璃幕墻和隱框玻璃幕墻。

1.2 玻璃幕墻基本功能和應用的場所

玻璃幕墻賦予建筑的最大特點是將建筑美學、建筑功能、建筑節能和建筑結構等因素有機地統一起來，它充分的迎合了現代人群時尚、前衛的審美觀點，是當代的一種新型墻體。而高層建筑玻璃幕墻普遍采用中空玻璃，它由鏡面玻璃和鋼化玻璃組成，隔層充入干燥空氣的，具有防結霜、抗風壓強度大、隔音、防潮、隔熱等優點。

2 玻璃幕墻的火災危險性

2.1 從耐火性能方面分析

玻璃幕墻建筑失火后，玻璃幕墻與樓板、隔墻之間存在縫隙，火焰和煙霧會沿著這些縫隙蔓延。玻璃幕墻結構中使用最多的材料是玻璃，雖然其屬于不可燃材料，但在高溫環境下由于玻璃自身的理化特性極易發生破裂。火災實驗研究發現，一般幕墻玻璃在205℃左右即會炸裂、脫落。而數據統計，火災發生后10分鐘后火焰的平均溫度為700℃左右；20分鐘內火焰溫度達到800℃左右；30分鐘內火焰平均溫度為840℃左右；一小時內可達到925℃左右。即使耐高溫的鋼化玻璃破碎溫度也僅為600—800℃，遠低于火場溫度。因此由于玻璃自身耐火性能的局限，當發生火災時，玻璃幕墻受火焰灼燒易破裂，引起火焰迅速沿外墻上卷延燒。

2.2 從排煙效果方面分析

目前，大多玻璃幕墻類建筑均選用雙層玻璃幕墻，其內外幕墻之間的夾層往往貫穿數個樓層，形成自下而上的通風通道。發生火災時，如果玻璃幕墻破裂或者與樓板之間的縫隙封堵不嚴，則有可能造成火焰和煙氣向四周房間蔓延。其次，如果雙層玻璃幕墻內層玻璃破裂，火焰和煙氣通過內外幕墻之間的夾層在“煙囪效應”下迅速向上蔓延，短時間造成上部房間著火，甚至將有毒煙氣和火焰蔓延至全樓。同時玻璃幕墻結構中的鋁合金框架在200—400℃時強度下降，結構變形，也會導致煙氣透過玻璃與鋁合金框架之間縫隙流入幕墻夾層，迅速向上蔓延。2009年11月30日，位于哈爾濱市南崗區東大直街的大世界商城發生火災，其就是采用玻璃幕墻結構，由于樓層之間的防火效果不是很好，導致火勢迅速蔓延，給消防隊員的撲救造成了極大的困難，由一場小火釀成了大火，造成了很大的財產損失。

2.3 從人員疏散方面分析

玻璃幕墻的骨架主要由鋼材和鋁合金型材組成，其耐火性能都較差，鋁合金結構型材受熱條件下極易發生結構變形，250℃～300℃左右既失去承載能力，鋼型材在300℃～400℃時強度下降，600℃時失去承載能力。而目前的玻璃幕墻結構設計中玻璃和框架之間多采用橡膠、聚乙烯泡沫材料等密封材料，此類密封材料能承受的溫度變化范圍僅在-40℃～+50℃之間。而建筑發生火災，輻射熱、高溫煙氣都使結構溫度變化范圍遠遠大于+50℃。在溫度驟變情況下因變形伸縮不一致，結構受熱膨脹變形過大，造成玻璃破碎、脫落，形成“玻璃雨”?；馂陌l生后常常等不到人員從建筑物內疏散完畢，玻璃幕墻結構已達到耐火極限，發生結構破壞，大樓的立面圍護結構部分或全部喪失，影響人員疏散。

3 玻璃幕墻對滅火救援工作的影響

3.1 破拆困難、排煙不暢

玻璃幕墻在應用中，為了保證安全性，多使用鋼化玻璃或夾層玻璃，而幕墻的支撐結構也普遍使用加固的鋁合金等固件。為了達到防盜目的，在玻璃幕墻內側甚至加裝防盜窗或直接密封幕墻內窗。這樣一旦發生火災，對消防官兵破拆幕墻、營救被困者等戰術產生十分不利的影響。同時由于空間閉塞，煙氣難以散出，給被困人員的生命安全造成極大危害。2004年3月3日，山東省德州市齊河縣某飯店發生火災，該建筑共三層，外部全部采用玻璃幕墻?；馂膹膹N房引燃，短時間大量濃煙彌漫整個樓層無法排出，在二樓就餐的一家三口人逃生時被濃煙嗆到，造成二名成年人窒息死亡。為了盡快排煙滅火，救援人員用登高車強力打碎玻璃才將濃煙排出，將火災撲滅。

3.2 火焰、煙氣蔓延迅速

當玻璃幕墻建筑發生火災時，由于玻璃幕墻特殊的結構，特別是雙層玻璃幕墻建筑，隨著幕墻內側玻璃的破裂或幕墻玻璃和樓板之間防火封堵不嚴，煙氣以及火焰隨著破裂口長驅直入，在內外玻璃面板狹窄的縫隙之間產生“煙囪效應”，迅速向上層建筑蔓延，威脅上層人員的生命安全，對救援人員堵截、控制火勢也造成影響。2009年2月央址新廈附樓發生火災，該建筑外里面采用玻璃幕與鈦鋅合金板屋架幕墻（屋架的結構形式為桁架）相結合。正是由于玻璃幕墻的破裂導致“引火風道”，釀成大火，造成不可估量的損失和很壞的社會影響。

3.3 幕墻構件爆裂、墜落

玻璃幕墻的材料由玻璃、骨架和粘連膠組成的。幕墻玻璃在205℃左右即會炸裂、脫落形成玻璃雨，而溫度達到250—330℃時，鋁合金類骨架將失去承載能力；溫度達到600℃時，型鋼類骨架失去承載能力。與其他建筑構件相比，對被困人員逃生和救援人員處置影響較大。2007年8月14日下午16時，上海在建的環球金融中心起火，由于高溫的炙烤，導致著火樓層多扇玻璃幕結構玻璃爆裂。

4 玻璃幕墻類建筑火災應對措施

4.1 玻璃幕墻選材應防火與安全并重

防火玻璃與其支撐框架對玻璃幕墻類建筑防火性能影響較大。特別是采用了耐火極限達不到要求的支撐框架，火災初期即出現框架燒垮的現象，引起整個防火分隔的失效。因此在材料選擇時應優先選擇防火玻璃以及防火性能優秀的粘連膠劑，同時在玻璃幕墻的框架結構的選擇方面也要注重抗高溫的性能。

4.2 玻璃幕墻上設置自動滅火系統

火災情況下，玻璃幕墻破碎，是火災蔓延的首要通道，而合理設置自動滅火系統可以有效地保護玻璃幕墻，防止樓層之間火勢蔓延。因此，在玻璃幕墻內側分散設置自動溫感或煙感噴頭，當建筑內部發生火災，隨著溫度的升高，感應噴頭自動對玻璃幕墻進行滅火降溫，即可以保護玻璃幕墻結構防止發生破裂、墜落，又可以阻擋煙氣、火焰通過玻璃幕墻夾層蔓延。

4.3 玻璃幕墻上設置易破拆點

玻璃幕墻由于防火、抗爆的要求多采用鋼化玻璃、夾層玻璃。由于玻璃過于堅硬，對火災初期的救人、滅火以及排煙戰術影響較大，不利于破拆以及被困人員的逃生。因此在保證玻璃幕墻防火性能的基礎上，設置固定的易破拆點，便于救援人員順利進入樓層開展滅火搜救。其具體方法可以在玻璃幕墻建筑的每一層設置一兩扇強度較弱的玻璃面板并設置明顯標記，有利于救援人員破拆、排煙。

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[責任編輯：楊玉潔]