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摘要：防火墻作為建筑物消防分隔區(qū)域、阻止火勢蔓延的關鍵設施，其安全設計及通透性直接影響到建筑物的整體安全性和人員疏散效率。
本文研究提出了一系列基于防火設計規(guī)范、材料選擇、系統(tǒng)構(gòu)造細節(jié)等方面的安全設計策略，在有效提升防火墻的防火性能前提下，通過優(yōu)化設計和使用特定材料，可以顯著提升防火墻的通透性，改善建筑內(nèi)部環(huán)境。
關鍵詞：建筑消防;防火墻;防火窗;安全設計;通透性;驗收
1 引言
高層建筑的出現(xiàn)不但有效提高了城市用地的利用率，也給城市經(jīng)濟發(fā)展、商業(yè)繁榮帶來了明顯的經(jīng)濟效益。建筑透明性及其空間分析在建筑設計、建造、使用等方面都具有重要的意義和作用。
通過合理地運用建筑透明性，不僅可以提高建筑的實用性和舒適度，還可以增強人們的視覺體驗和心理感受。
因此，建筑師和設計師在創(chuàng)作過程中應充分考慮建筑的透明性及其空間分析，以滿足人們?nèi)找嬖鲩L的需求和對美好生活的追求。但由于高層建筑體積龐大、功能復雜、人員密集，一旦發(fā)生火災，火災蔓延迅速，人員疏散和火災撲救困難，勢必造成重大事故。每年消防部門公布的數(shù)據(jù)，都是一個個沉重的話題。
正因為沉重，所以值得我們深思!
為了預防建筑火災，減少火災危害，保護人身和財產(chǎn)安全，制定了《建筑防火通用規(guī)范》GB 55037-2022[1]。
防火墻是防火分區(qū)的主要建筑構(gòu)件，通常防火墻有內(nèi)防火墻、外防火墻和室外獨立墻幾種類型。
主要是由不燃燒材料構(gòu)成的，耐火極限不低于3h且直接設置在建筑基礎上或相同耐火極限的鋼筋混凝土框架上的，6.1.3條款規(guī)定防火墻的耐火極限不應低于3.00h，甲、乙類廠房和甲、乙、丙類倉庫內(nèi)的防火墻，耐火極限不應低于4.00h。
2 當前防火墻不通透問題分析
《建筑防火通用規(guī)范》要求規(guī)定設置防火墻時，由于建設方初期對場所使用性質(zhì)考慮不足，為了投入方便往往使用紙石膏板（詞條“石膏板”由行業(yè)大百科提供）、纖維石膏板、難燃膠合板、難燃木材、PVC板等重量輕、安裝方便的不燃性材料或難燃性材料作為墻體隔斷，雖然這種材料具有耐火、隔熱和裝飾作用，但高溫時這種材料受熱脫水，產(chǎn)生收縮變形，開裂，很容易失去隔火作用，就更無隔熱作用。
消防設施的專用場所，譬如變配電室、柴油發(fā)電機房、通風機房、空調(diào)機房等，這類場所需要可視性但是在火災時仍需要堅持工作的地方，或在防火設計中設有中庭、采光井、自動扶梯等開口部位的建筑，以及地下室采光中需要大量使用透明材料的。
然而常常在設計時，兼顧了其透明性而忽視了其防火性。
在防火檢查中發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)廠家只考慮了采光、輕便、實用、經(jīng)濟的要求，往往采用鋁（詞條“鋁”由行業(yè)大百科提供）萡玻璃鋼（詞條“玻璃鋼”由行業(yè)大百科提供）復合材料、紙面石膏板等裝飾裝修，而忽視了構(gòu)件（詞條“構(gòu)件”由行業(yè)大百科提供）的燃燒性能，導致了隱患的產(chǎn)生，這類材料按建筑內(nèi)部材料燃燒性能等級分類只能為難燃性B1級，這無形之中就降低了一個耐火等級。沒有考慮到這類場所的特殊性，火災時極易讓這些場所瞬間癱瘓，發(fā)揮不了應有的作用。而且實體防火墻不透明，無法提供視覺上的連續(xù)性，安全但不實用。
3 防火墻建筑消防安全又具通透性的解決方案
3.1 防火玻璃墻的建筑消防安全性
防火玻璃墻是由防火玻璃、鑲嵌框架和防火密封材料組成，在一定時間內(nèi)，滿足耐火穩(wěn)定性、完整性和隔熱性要求的非承重隔墻，有國家法定檢驗機構(gòu)的檢測報告。
作為被動防火體系的防火玻璃墻，其主要作用是防止火災的蔓延及煙氣的擴散，通常用于商業(yè)中庭分隔、有頂步行街兩側(cè)建筑商鋪、走道兩側(cè)分隔及建筑外墻上下層開口分隔。
防火玻璃隔墻的設計需遵循安全性、功能性和美觀性的原則。安全性是首要考慮的因素，屬于被動防火體系，其主要作用是防止火災的蔓延，而建筑物火災蔓延的方式由火焰蔓延、熱傳導、熱對流和熱輻射（詞條“熱輻射”由行業(yè)大百科提供）等四種，同時伴隨有煙氣的蔓延。根據(jù)相關規(guī)定，建筑物的耐火等級要確保建筑物在火災中一定時間內(nèi)不會倒塌，起到減少火災損失的目的。
防火墻的耐火極限不應低于3.00h，按照國家現(xiàn)行火災防護產(chǎn)品建筑耐火構(gòu)件的性能要求，耐火極限3.00h的固定式防火窗（詞條“窗”由行業(yè)大百科提供）可以完美代替防火墻的建筑防火設計要求。防火窗是指在一定時間內(nèi)，連同框架能滿足耐火穩(wěn)定性和耐火完整性要求的窗。在防火間距不足的兩建筑物外墻上，或在被防火墻分隔的空間之間，需要采光和通風時，應當采用防火窗。材料應選擇具有良好防火性能的鋼材和高品質(zhì)防火玻璃，且應符合國家相關標準的要求。
以上提到的消防設施的專用場所，譬如變配電室、柴油發(fā)電機房、通風機房、空調(diào)機房等，和設有中庭、采光井、自動扶梯等開口部位的建筑及地下室采光等場所，首選是防火玻璃墻來做防火分隔，既能滿足防火墻的耐火極限要求，又能達到用戶需要的可視性或采光效果。(防火窗應用在防火墻上工程圖見圖2)
3.1.1 安全防火設計
在進行玻璃墻(窗)的防火設計時，必須遵循國家相關標準規(guī)范，主要包括但不限于《建筑防火通用規(guī)范》(GB 55037-2022)、《建筑玻璃應用技術規(guī)程》(JGJ 113-2015)、《玻璃防火分隔系統(tǒng)技術規(guī)程》(T/CECS 682-2020)、《防火窗》(GB 16809-2008)、《防火玻璃非承重隔墻》(XF 97)等。
這些標準規(guī)范為玻璃墻(窗)防火設計提供了明確的指導和要求，確保玻璃墻(窗)在火災條件下能夠滿足耐火穩(wěn)定性、耐火完整性和隔熱性能的要求。《建筑防火通用規(guī)范》第6.4.9條規(guī)定：用于防火分隔的防火玻璃墻，耐火性（詞條“耐火性”由行業(yè)大百科提供）能不應低于所在防火分隔部位的耐火性能要求。(防火玻璃墻所在示意圖見圖3)
3.1.2 防火技術指標
固定3小時防火窗的應用是完美代替防火墻的設計，根據(jù)GB 16809-2008《防火窗》[2]的相關規(guī)定，耐火極限不應低于3小時防火墻，完美替代的鋼質(zhì)隔熱固定防火窗在完整性和隔熱型的耐火性能均要求達到3h以上。
同時，抗風壓性能不低于GB/T 7106規(guī)定的4級，可以達到大于8級，氣密性能不低于GB/T 7107規(guī)定的3級，可以達到5級。(3小時防火玻璃墻主要技術參數(shù)見表1)
3.1.3 防火設計材料選用
火災發(fā)生時，一般起火后20分鐘內(nèi)溫度達到800℃左右，起火后60分鐘內(nèi)可達到900多℃。根據(jù)建筑對防火玻璃墻的耐火極限要求，選用適當?shù)?a target='_blank' style='font-size:1em; border-bottom:1px dotted blue;'>防火材料是達到功能與經(jīng)濟性統(tǒng)一的基礎。
防火玻璃墻是由防火玻璃、鑲嵌框架和防火密封材料組成。在防火的同時，還需要具備良好的隔熱效果。在火災發(fā)生時，火勢會迅速升高溫度，如果沒有良好的隔熱性能，防火玻璃墻可能會迅速破裂，失去其防火作用。
防火玻璃作為防火玻璃墻的主要材料，市場上種類較多，良莠不齊，選擇時要綜合考慮多個因素，包括防火玻璃的類型、性能、應用場所、防火等級要求以及相關的建筑規(guī)范等，并選擇知名品牌和質(zhì)量可靠的產(chǎn)品。
耐火完整性不低于相應耐火的非隔熱性防火玻璃墻時，應設置自動噴水滅火系統(tǒng)進行保護。非隔熱型防火玻璃墻加自動噴水滅火系統(tǒng)運行時會產(chǎn)生水幕，對視覺效果有一定影響;水量需求大，需要單獨增加供水系統(tǒng)，同時還需考慮排水設置;又依賴電力和水源，一旦斷電或水源不足，系統(tǒng)將無法正常工作。
同樣作為防火分隔物，相比之下，配置A類防火玻璃（詞條“A類防火玻璃”由行業(yè)大百科提供）的防火玻璃墻更加現(xiàn)代和透明，美觀度更高，安裝更加簡便，成本比非隔熱型防火玻璃墻加自動噴水滅火系統(tǒng)低。
防火玻璃墻的骨架材料多為鋁型材與鋼型材，但鋁材的熔點約為660℃，而鋼材的熔點約為1500℃。相較于鋁合金，鋼材的各項性能都較為突出，尤其是防火鋼的熔點高和受力性能。在設計防火玻璃墻時，特別是對于面積較大的防火玻璃墻可以使用鋼材結(jié)構(gòu)，為增強其美觀性，可以使用鋁合金（詞條“合金”由行業(yè)大百科提供）進行裝飾，以此保證設計質(zhì)量。
連接部位的耐火作用是整個系統(tǒng)的完整性的基礎，連接處的預埋件與鏈接件均應為防火材料或加防火保護層。在設計整體框架系統(tǒng)時，應科學選擇防火耐高溫及密封材料，比如鋼框架結(jié)構(gòu)與防火密封膠等輔助材料結(jié)合使用，其中對輔助材料性能具有一定要求，最好是不燃或難燃材料，比如硅酸鈣基的墊塊、防火膨脹密封條以及單組分防火密封膠等。
使用高精度鋼型材（詞條“型材”由行業(yè)大百科提供）、配置高品質(zhì)防火玻璃和防火密封材料構(gòu)成防火玻璃墻系統(tǒng)，或選用鋁合金型材做飾面、高精度鋼型材做內(nèi)防火鋼系統(tǒng)，配置防火玻璃等材料構(gòu)成鋼鋁組合防火玻璃墻，更具美觀和防腐功能。通過采用這些材料和結(jié)構(gòu)進行設計，能夠保證防火玻璃墻的耐高溫性能和高強度性能，以及美觀功能。
3.2 防火玻璃墻的通透性
防火玻璃墻在保持安全性的同時，還具有良好的通透性。
光線透過性：防火玻璃墻采用高透光率的玻璃材料，能夠允許大量自然光線進入室內(nèi)，為建筑內(nèi)部提供充足的采光。自然光線的照射還能夠降低室內(nèi)溫度，減少空調(diào)等設備（詞條“設備”由行業(yè)大百科提供）的運行負荷，降低能源消耗。
視野開闊性：防火玻璃墻的設計使得室內(nèi)外空間相互貫通，形成開闊的視野。不僅增強了建筑的美觀性，還使得室內(nèi)空間更具寬敞感和通透性，有助于提高人們的生活品質(zhì)。
3.3 防火玻璃墻的其他特性
除了安全性和通透性外，防火玻璃墻還具有以下特性：
隔音性：防火玻璃墻采用復合多層防火玻璃為關鍵材料，本身就起到一定的隔音效果，若設計再填充隔音材料，能夠有效隔絕噪音的傳播。這使得室內(nèi)空間更加安靜、舒適，適用于各種需要靜謐環(huán)境的場所。
裝飾性：防火玻璃墻可以根據(jù)建筑風格和需求進行定制設計，鋼質(zhì)框架也具有多種顏色和紋理可供選擇。這使得防火玻璃墻不僅具有實用功能，還能夠作為建筑的一部分，提升建筑的整體美感。
環(huán)保性：防火玻璃墻在生產(chǎn)和使用過程中注重環(huán)保，采用無毒、無害的綠色環(huán)保材料和工藝。同時，它還能夠提高建筑的整體節(jié)能性能，降低能源消耗和碳排放量，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。
4 防火玻璃墻實際應用與挑戰(zhàn)
隨著對于建筑美學、節(jié)能等方面的需求，防火玻璃被用于建筑內(nèi)外墻裝飾，將建筑美學、功能、節(jié)能和結(jié)構(gòu)等因素有機地結(jié)合，廣泛應用于工業(yè)與民用建筑的防火隔斷區(qū)。
尤其是在公共建筑中，如：酒店、購物中心、學校、機場、展館等建筑，保障生命財產(chǎn)安全，是現(xiàn)代高層建筑中不可缺少的防火設施。在有特殊要求的地方，還能同時承擔更多“額外”的職能，譬如采光、隔音、保溫乃至防盜的功能。
雖然，一系列國家政策法規(guī)及行業(yè)標準相的出臺，對防火玻璃的生產(chǎn)、應用和監(jiān)管提出了明確要求，為防火玻璃系統(tǒng)產(chǎn)品行業(yè)的發(fā)展指明了方向，也為行業(yè)健康、穩(wěn)步的前行提供了強有力的支持。
然而，在防火玻璃系統(tǒng)產(chǎn)品的實際應用過程中，仍存在一些不容忽視的難點和挑戰(zhàn)。2019年7月，中央辦公廳、國務院辦公廳下發(fā)《關于深化消防執(zhí)法改革的意見》 [3]，將建筑耐火構(gòu)件等13類消防產(chǎn)品從強制性認證改為自愿性認證，消防認證制度改革在進一步優(yōu)化營商環(huán)境、落實市場主體責任的同時，給產(chǎn)品的質(zhì)量及監(jiān)管也帶來了一定的沖擊。
消防改制后，根據(jù)2021年4月29日修訂后的《中華人民共和國消防法》 [4]雖未明確住建部門對消防產(chǎn)品的監(jiān)管職責，但在消防驗收階段，住建部門從建設工程質(zhì)量安全和消防工程審驗質(zhì)量管理需求方面考慮，要求部分消防產(chǎn)品抽樣送檢;又因消防產(chǎn)品監(jiān)管系統(tǒng)存在漏洞，生產(chǎn)、銷售環(huán)節(jié)溯源困難，消防產(chǎn)品各監(jiān)管部門之間存在溝通不暢、信息不對稱等問題，為假冒偽劣產(chǎn)品提供了可乘之機;取消強制性認證后，認證檢驗市場開放，只要具備條件的均可開展認證、檢驗，導致市場上出現(xiàn)了更多的認證機構(gòu)。
部分認證機構(gòu)可能為了追求利潤，放寬了對產(chǎn)品的檢驗標準，甚至出現(xiàn)虛假認證的現(xiàn)象;假冒偽劣產(chǎn)品成本低，價格便宜，價格上占據(jù)較大優(yōu)勢;消費者對消防產(chǎn)品了解程度有限，難以辨識。
現(xiàn)代建筑設計中常常需要在保證安全的前提下實現(xiàn)美觀通透的效果，防火玻璃系統(tǒng)產(chǎn)品的應用需要兼顧二者，在保證安全的同時滿足美觀要求。未來更需要提高了防火玻璃系統(tǒng)產(chǎn)品市場的準入的門檻，促使生產(chǎn)廠商必須努力提高工藝技術水平和產(chǎn)品質(zhì)量，對增強全社會防范火災的意識，提高社會公共安全保障水平，具有非常重要的意義。
5 結(jié)束語
近年來，國內(nèi)建筑上暴露最多的隱患莫過于防火領域，而建材市場上變化最大的莫過于防火領域，我們有充分的理由相信，隨著防火標準，消防驗收標準，檢測手段的嚴格以及防火產(chǎn)品技術含量的提升，防火墻上應用防火窗、防火玻璃隔墻等產(chǎn)品，在中國只會向良性方向發(fā)展，從根本上杜絕火災隱患的發(fā)生，保證人民的生產(chǎn)財產(chǎn)安全。建筑的通透性不僅僅是建筑師在設計過程中考慮的因素，更是使人們與環(huán)境產(chǎn)生聯(lián)系，并提供更好使用體驗的關鍵。
為了滿足人們的需求，創(chuàng)造出一個更加安全、舒適、健康和美好的環(huán)境，我們需要遵循一定的設計原則和標準，建筑透明性將會在更多領域得到應用和發(fā)展，未來建筑的設計將更加注重與自然環(huán)境的協(xié)調(diào)和可持續(xù)發(fā)展，通過充分利用光電技術、新型材料和數(shù)字化技術等手段，為人們創(chuàng)造出更加宜居、舒適、環(huán)保和智能的建筑空間。
參考文獻
[1] 技術標準：GB 55037-2022，《建筑防火通用規(guī)范》[S].2022
[2] 技術標準：GB 16809.《防火窗》[S].2008
[3] 通知：《關于深化消防執(zhí)法改革的意見》中共中央辦公廳，廳字[2019] 34號.2019-5-30
[4] 法律法規(guī)：《中華人民共和國消防法》第二次修正.2021-4-29
作者單位：鶴山市恒保防火玻璃廠有限公司
作者： 劉惠芬
