玻璃幕墙结构设计、施工技术1000问:防火、防雷设计.pdf
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1、 第四部分 防火、防雷设计 513 玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003 对玻璃幕墙的防火设计是怎样规定的? 玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003 规定: 玻璃幕墙的防火设计应符合现行国家标准建筑设计防火规范GB50016 的有关规定;高层建筑玻 璃幕墙的防火设计尚应符合现行国家标准高层民用建筑设计防火规范GB50045 的有关规定。虽然玻 璃幕墙本身一般不具有防火性能,但是它作为建筑的外围护结构,是建筑整体中的一部分,在一些重要 的部位应具有一定的耐火性,而且应与建筑的整防火要求相适应。防火封堵是目前建筑设计中应用比较 广泛的防火、隔烟方法,是通过在缝隙部填塞不燃或难燃材料或由此
2、形成的系统,以达到防止火焰和高 温烟气在建筑内部扩散的目的。防火封堵材料或封堵系统应经过国家认可的专业机构进行测试,合格后 方可应用于实际幕墙工程。 514如何正确认识玻璃幕墙防火性能? 玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003 条文说明第 4.4.7 条指出: “虽然玻璃幕墙本身一般不具有防 火性能,但是它作为建筑的外围护结构,是建筑整体中的一部分,在一些重要的部位应具有一定的耐火 性,而且应与建筑的整体防火要求相适应。 玻璃幕墙的防火设计是一个非常重要的问题,一般幕墙玻璃均不耐火,在 2500C 即会炸裂,而且垂直 幕墙与水平楼板之间往往存在缝隙,如果未经处理或处理不合理,火灾初起时,浓
3、烟即已通过该缝隙向 上层扩散(如图 514-1) ;火焰可通过这一层缝隙向上窜到上一层楼层(图 514-2) ;当幕墙玻璃开裂掉落 后,火焰可从幕墙外侧窜至上层墙面烧裂上层玻璃幕墙后,窜入上层室内(图 514-34) 。美国安底斯大 楼火灾,大面积玻璃幕墙成为火势向上蔓延的主要途径。1988 年洛杉矶第一洲际银行大楼(62 层)起火 后,由于幕墙玻璃很快破裂,火焰沿外墙上卷延烧,造成十分惨重损失。1994 年 1 月 30 日,上海沪西 文化宫二楼火灾,由于外墙面为玻璃幕墙无防火设施,1015min 时间,杆件熔化掉落,玻璃炸裂,二、 三层全部受灾。 图 514-1 窜烟 图 514-2 窜火
4、 图 514-3 卷火(一) 图 514-4 卷火(二) 515 高层民用建筑设计防火规范 (GB5004595)对玻璃幕墙的防火有什么规定 ? 高层民用建筑设计防火规范 (GB5004595)对玻璃幕墙的防火作了专门规定,要求玻璃幕墙的 设置应符合下列防火安全要求: (1)窗间墙、窗槛墙的填充材料应采用非燃烧材料。如其外墙面采用而火极限不低于 Ih 的非燃烧 材料时,其墙内填充材料可采用难燃烧材料; (2)无窗间墙和窗槛墙的玻璃幕,应在每层楼板外沿设置不低于 80cm 高的实体裙墙(图 515) ; (3)玻璃幕墙与每层楼板、隔墙处的缝隙,必须用非燃烧材料严密填实。 图 515 实体裙墙 5
5、16什么是耐火极限? 对任一建筑构件按时间温度标准曲线进行耐火试验,从受到火的作用时起,到失去支持能力或 完整性被破坏或失去隔火作用时为止的这段时间,用小时表示。 517什么是非燃烧体? 用非燃烧材料做成的构件,非燃烧材料系指在空气中受到火烧或高温作用时不起火,不微燃、不炭 化的材料。如建筑中采用的金属材料和天然或人工的无机矿物材料。 518什么是难燃烧体? 用难燃烧材料做成的构件或用燃烧材料做成而用非燃烧材料做保护层的构件。难燃烧材料系指在空 气中受到火烧或高温作用时难起火、难微燃、难炭化,当火源移走后燃烧或微燃立即停止的材料。如沥 青混凝土,经过防火处理的木材。用有机物填充的混凝土和水泥刨
6、花板等。 519什么是燃烧体? 用燃烧材料做成的构件。燃烧材料系指在空气中受到火烧或高温作用时立即起火或微燃,且火源移 走后仍继续燃烧或微燃的材料。如木材等。 520什么是防火封堵? 采用防火封堵材料对开口、贯穿孔口、建筑缝隙进行密封或堵塞,使其在规定的耐火时间内与相应 构件协同工住作,以防止热量、火焰和烟气漫延扩散的一种技术措施。 521什么是防火封堵材料? 具有防火、防烟功能用于密封或填塞空开口、贯穿孔口及其环形间隙和建筑缝隙的材料。 522什么是防火分隔构件? 按建筑构件耐火试验方法GB/T9978 测试具有一定耐火极限,并起防火分隔作用的构件。 523什么是建筑缝隙? 防火分隔构件之间
7、或防火分隔构件与其他构件之间的缝隙。如伸缩缝、沉降缝、抗震缝和建筑构件 的构造缝隙等。 524什么是建筑缝隙防火封堵组件? 由建筑缝隙相邻构件、防火封堵材料及其支撑体,以及填充材料构成的用以维持建筑缝隙防火、防 烟能力的组合体。 525什么是建筑幕墙防火封堵? 建筑幕墙与楼板、 窗间墙或窗槛墙之间的建筑缝隙, 应采用具有伸缩能力的防火封堵材料进行封堵, 如有机堵料、防火堵漆或防火填缝胶等。 526玻璃幕墙如何防火封堵设计? 玻璃幕墙与其周边防火分隔构件间的缝隙、 与楼板或隔墙外沿间的缝隙、 与实体墙面洞口边缘间的缝 隙等,应进行防火封堵设计。防火封堵是目前建筑设计中应用比较广泛的防火、隔烟方法
8、,是通过在缝 隙间填塞不燃或难燃材料或由此形成的系统,以达到防止火焰和高温烟气在建筑内部扩散的目的。防火 封堵材料或封堵系统应经过国家认可的专业机构进行测试, 合格后方可应用于实际幕墙工程。 ” 玻璃幕墙 的防火封堵构造系统,在正常使用条件下,应具有伸缩变形能力、密封性能和耐久性;在遇火状态下, 应在规定的耐火时限内,不发生开裂或脱落,保持相对稳定性。耐久性、变形能力、稳定性是防火封堵 材料或系统的基本要求,应根据缝隙的宽度缝隙的性质(如是否发生伸缩变形等) 、相邻的构件材质、周 边其它环境因素及设计要求,综合考虑,合理选用。一般而言,缝隙大,伸缩率大、防火等级高,则对 防火封堵材料或系统的要
9、求越高。 527玻璃幕墙防火封堵构造系统对填充料及其保护性面层材料有什么要求? 玻璃幕墙防火封堵构造系统的填充料及其保护性面层材料, 应采用耐火极限符合设计要求的不燃烧材 料或难燃烧材料。玻璃幕墙的防火封堵构造系统有许多有效的做法,但无论何种方法构成系统的材料都 应具备设计规定的耐火性能。 528玻璃幕墙防火封堵构造系统应如何设置? 无窗槛墙的玻璃幕墙,应在每层楼板外沿设置耐火极限不低于 1.0h、高度不低于 0.8m 的不燃烧实 体裙墙或防火玻璃裙墙。计算实体裙墙的高度时,可计入钢筋混凝土楼板厚度或边梁高度。 玻璃幕墙与各层楼板、隔墙外沿间的缝隙,当采用岩棉或矿棉封堵时,其厚度不应小于 10
10、0mm,并 应填充密实;楼层间水平防烟带的岩棉或矿棉宜采用厚度不小于 1.5mm 的镀锌钢板承托;承托板与主体 结构、幕墙结构及承托之间的缝隙宜填充防火玻璃,其耐火极限应符合设计要求幕墙用防火玻璃主要包 括单片防火玻璃,以及由单片防火玻璃加工的中空玻璃、夹层玻璃等。 同一幕墙玻璃单元,不宜跨越建筑物的两个防火分区。为了避免两个防火分区因玻璃破碎而相通, 造成火势迅速蔓延,规定同一玻璃板块不宜跨越两个防火分区。 529 铝合金玻璃幕墙图集(97SJ103)对幕墙防火节点设计是如何做的? 铝合金玻璃幕墙图集(97SJ103) ,提出了幕墙防火节点设计,是在主体结构梁底设100mm 厚 防火层,这可
11、以阻止火向上一层蔓延(即图 514-2 的窜火) 。但对窜烟(图 514-1) 、卷火(图 514-34) 的问题还不能解决。 据调查已建成采用幕墙的建筑大部份未设置 80cm 高防火裙墙, 这是由于建筑师 (业 主)认为防火裙墙影响幕墙艺术效果,于是有人根据卷火直径约为 1.2m 的原理,提出在楼层上设 30cm 高的踏脚线, 在圈梁底向下设约 500mm 硷档火板, 这样加上圈梁(约 400mm)高度, 则总高度约为 120cm, 在踏脚线顶部和挡火板底部各用 40mm 厚硅酸铝(钙)板(耐火极限1h)封闭,在板与幕墙杆件(玻 璃)间用防火密封胶密封,达到防止浓烟上窜,120cm 高实体硷
12、板可防止卷火,即使卷火使 120cm 范围 内玻璃开裂再次进入幕墙与硷墙板之间,也被踏脚线顶部防火层挡住不能窜入上一层房间(图 529) 。 图 529 防火节点 530 玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003 对玻璃幕墙的防雷构造设计是怎样规定的? 玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003 规定: “玻璃幕墙的防雷设计应符合国家现行标准建筑防 雷设计规范GB50057 和民用建筑电气设计规范JGJ/T16 的有关规定。 ” 金属与石材幕墙工程技术 规范防雷问题专题审查会纪要将送审稿中“防雷体系” (JGJ102-96 第 4.4.7 条“玻璃幕墙应形成 自身的防雷体系”中的“防雷体系”
13、 )改为防雷装置。取消关于接地电阻的要求。 玻璃幕墙工程技 术规范JGJ102-2003 还规定: “幕墙的金属框架应与主体结构的防雷体系可靠连接,连接部位应清除非 导电保护层。 ”玻璃幕墙是附属于主体建筑的围护结构,幕墙的金属框架一般不单独作雷接地,而是利用 主体结构的防雷体系,与建筑本身的防雷设计相结合,因此要求应与主体结构的防雷体系可靠连接,并 保持导电通畅。 531什么是雷击? 雷击是指闪电中的一放电。 大气的流通形成了雷云,随着雷云下部的负电荷积累,其电场强度的增 加到极限值,于是开始向下梯级放电,称为下行先导放电。 在电气几何模型中, 雷先导的发展起初是不确定的, 直至先导头部电压
14、足以击穿它与地面目标间的 间隙时,也即先导与地面目标的距离等于击距时,才受到地面影响而开始定向,在被保护的建筑物上安 装接闪器,就是使它产生最强的先导和雷先导会合,从而防止建筑物受到雷击。 532什么是直击雷? 直击雷是指闪电直接击在建筑物、其他物体、大地或防雷装置上,产生电效应、热效应和机械力者。 533什么是防雷装置? 接闪器、引下线、接地装置、电涌保护器及其它连接导体的总合。 534试介绍高层建筑金属幕墙防雷设计原理。 建筑物防雷设计规范 (GB50057)所提出的接闪器保护范围是以滚球法为基础的,所谓滚球法是 以 hr 为半径的一球体沿需要防直接雷的部位滚动,当球体只触及接闪器(包括被
15、利用作为接闪器的金属 物)或只接触及接闪器和地面(包括与大地接触并能承受雷击的金属物)而不触及需要保护的部位时, 则该部位就得到接闪器的保护。用许多防雷导体(通常是垂直和水平导体)以下列方法盖住需要防雷的 空间,即用一给定半径的球体滚过上述防雷导体时不会接触要防雷的空间。它是基于以下雷闪数学模型 (电气几何模型) :hr=2I+30(1-e 1/ 6.8) (534-1) 或简化为 hr9.4I2/3 与相对应的电流 I=(hr/9.4)1. 5 (534-2) 当 hr=30m 时 I=5.7kA 当 hr=45m 时 I=10.5kA 当 hr=60m 时 I=16.1kA 当雷电流小于上
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- 玻璃 幕墙 结构设计 施工 技术 1000 防火 防雷设计
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