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摘要：防火墙作为建筑物消防分隔区域、阻止火势蔓延的关键设施，其安全设计及通透性直接影响到建筑物的整体安全性和人员疏散效率，研究提出了一系列基于防火设计规范、材料选择、系统构造细节等方面的安全设计策略，在有效提升防火墙的防火性能前提下，通过优化设计和使用特定材料，可以显著提升防火墙的通透性，改善建筑内部环境。
关键词：建筑消防;防火墙;防火窗（词条“防火窗”由行业大百科提供）;安全设计;通透性;验收
1 引言
高层建筑（词条“高层建筑”由行业大百科提供）的出现不但有效提高了城市用地的利用率，也给城市经济发展、商业繁荣带来了明显的经济效益。建筑透明性及其空间分析在建筑设计、建造、使用等方面都具有重要的意义和作用。通过合理地运用建筑透明性，不仅可以提高建筑的实用性和舒适度，还可以增强人们的视觉体验和心理感受。因此，建筑师和设计师在创作过程中应充分考虑建筑的透明性及其空间分析，以满足人们日益增长的需求和对美好生活的追求。但由于高层建筑体积庞大、功能复杂、人员密集，一旦发生火灾，火灾蔓延迅速，人员疏散和火灾扑救困难，势必造成重大事故。每年消防部门公布的数据，都是一个个沉重的话题。正因为沉重，所以值得我们深思。
为了预防建筑火灾，减少火灾危害，保护人身和财产安全，制定了《建筑防火通用规范》GB 55037-2022[1]。防火墙是防火分区的主要建筑构件（词条“建筑构件”由行业大百科提供），通常防火墙有内防火墙、外防火墙和室外独立墙几种类型。主要是由不燃烧材料构成的，耐火极限不低于3h且直接设置在建筑基础上或相同耐火极限的钢筋混凝土框架上的，6.1.3条款规定防火墙的耐火极限不应低于3.00h，甲、乙类厂房和甲、乙、丙类仓库内的防火墙，耐火极限不应低于4.00h。
2 当前防火墙不通透问题分析
《建筑防火通用规范》要求规定设置防火墙时，由于建设方初期对场所使用性质考虑不足，为了投入方便往往使用纸石膏板、纤维石膏板、难燃胶合板、难燃木材、PVC板等重量轻、安装方便的不燃性材料或难燃性材料作为墙体隔断，虽然这种材料具有耐火、隔热（词条“隔热”由行业大百科提供）和装饰作用，但高温时这种材料受热脱水，产生收缩变形，开裂，很容易失去隔火作用，就更无隔热作用。
消防设施的专用场所，譬如变配电室、柴油发电机房、通风机房、空调机房等，这类场所需要可视性但是在火灾时仍需要坚持工作的地方，或在防火设计中设有中庭、采光井、自动扶梯等开口部位的建筑及地下室采光中需要大量使用透明材料的。然而常常在设计时，兼顾了其透明性而忽视了其防火性。在防火检查中发现，大多数厂家只考虑了采光、轻便、实用、经济的要求，往往采用铝萡玻璃钢（词条“玻璃钢”由行业大百科提供）复合材料、纸面石膏板等装饰装修，而忽视了构件（词条“构件”由行业大百科提供）的燃烧性能（词条“燃烧性能”由行业大百科提供），导致了隐患的产生，这类材料按建筑内部材料燃烧性能等级分类只能为难燃性B1级，这无形之中就降低了一个耐火等级。没有考虑到这类场所的特殊性，火灾时极易让这些场所瞬间瘫痪，发挥不了应有的作用。而且实体防火墙不透明，无法提供视觉上的连续性，安全但不实用。
3 防火墙建筑消防安全又具通透性的解决方案
3.1 防火玻璃墙的建筑消防安全性
防火玻璃墙是由防火玻璃、镶嵌框架和防火密封材料组成，在一定时间内，满足耐火稳定性、完整性和隔热性要求的非承重隔墙（词条“隔墙”由行业大百科提供），有国家法定检验机构的检测报告。作为被动防火体系的防火玻璃墙，其主要作用是防止火灾的蔓延及烟气的扩散，通常用于商业中庭分隔、有顶步行街两侧建筑商铺、走道两侧分隔及建筑外墙上下层开口分隔。防火玻璃隔墙的设计需遵循安全性、功能性和美观性的原则。安全性是首要考虑的因素，属于被动防火体系，其主要作用是防止火灾的蔓延，而建筑物火灾蔓延的方式由火焰蔓延、热传导、热对流和热辐射（词条“热辐射”由行业大百科提供）等四种，同时伴随有烟气的蔓延。根据相关规定，建筑物的耐火等级要确保建筑物在火灾中一定时间内不会倒塌，起到减少火灾损失的目的。
防火墙的耐火极限不应低于3.00h，按照国家现行火灾防护产品建筑耐火构件的性能要求，耐火极限3.00h的固定式防火窗可以完美代替防火墙的建筑防火设计要求。防火窗是指在一定时间内，连同框架能满足耐火稳定性和耐火完整性要求的窗。在防火间距不足的两建筑物外墙上，或在被防火墙分隔的空间之间，需要采光和通风时，应当采用防火窗。材料应选择具有良好防火性能的钢材和高品质防火玻璃，且应符合国家相关标准的要求。
以上提到的消防设施的专用场所，譬如变配电室、柴油发电机房、通风机房、空调机房等，和设有中庭、采光井、自动扶梯等开口部位的建筑及地下室采光等场所，首选是防火玻璃墙来做防火分隔，既能满足防火墙的耐火极限要求，又能达到用户需要的可视性或采光效果。(防火窗应用在防火墙上工程图见图2)
3.1.1 安全防火设计
在进行玻璃墙(窗)的防火设计时，必须遵循国家相关标准规范，主要包括但不限于《建筑防火通用规范》(GB 55037-2022)、《建筑玻璃应用技术规程》(JGJ 113-2015)、《玻璃防火分隔系统技术规程》(T/CECS 682-2020)、《防火窗》(GB 16809-2008)、《防火玻璃非承重隔墙》(XF 97)等。这些标准规范为玻璃墙(窗)防火设计提供了明确的指导和要求，确保玻璃墙(窗)在火灾条件下能够满足耐火稳定性、耐火完整性和隔热性能的要求。《建筑防火通用规范》第6.4.9条规定：用于防火分隔的防火玻璃墙，耐火性能不应低于所在防火分隔部位的耐火性能要求。(防火玻璃墙所在示意图见图3)
3.1.2 防火技术指标
固定3小时防火窗的应用是完美代替防火墙的设计，根据GB 16809-2008《防火窗》[2]的相关规定，耐火极限不应低于3小时防火墙，完美替代的钢质隔热固定防火窗在完整性和隔热型的耐火性能均要求达到3h以上，同时抗风压性能不低于GB/T 7106规定的4级，可以达到大于8级，气密性能不低于GB/T 7107规定的3级，可以达到5级。(3小时防火玻璃墙主要技术参数见表1)
3.1.3 防火设计材料选用
火灾发生时，一般起火后20分钟内温度达到800℃左右，起火后60分钟内可达到900多℃。根据建筑对防火玻璃墙的耐火极限要求，选用适当的防火材料是达到功能与经济性统一的基础。
防火玻璃墙是由防火玻璃、镶嵌框架和防火密封材料组成。在防火的同时，还需要具备良好的隔热效果。在火灾发生时，火势会迅速升高温度，如果没有良好的隔热性能，防火玻璃墙可能会迅速破裂，失去其防火作用。
防火玻璃作为防火玻璃墙的主要材料，市场上种类较多，良莠不齐，选择时要综合考虑多个因素，包括防火玻璃的类型、性能、应用场所、防火等级要求以及相关的建筑规范等，并选择知名品牌和质量可靠的产品。耐火完整性不低于相应耐火的非隔热性防火玻璃墙时，应设置自动喷水灭火系统进行保护。非隔热型防火玻璃墙加自动喷水灭火系统运行时会产生水幕，对视觉效果有一定影响;水量需求大，需要单独增加供水系统，同时还需考虑排水设置;又依赖电力和水源，一旦断电或水源不足，系统将无法正常工作。同样作为防火分隔物，相比之下，配置A类防火玻璃的防火玻璃墙更加现代和透明，美观度更高，安装更加简便，成本比非隔热型防火玻璃墙加自动喷水灭火系统低。
防火玻璃墙的骨架材料多为铝型材与钢型材（词条“钢型材”由行业大百科提供），但铝材的熔点约为660℃，而钢材的熔点约为1500℃。相较于铝合金，钢材的各项性能都较为突出，尤其是防火钢的熔点高和受力性能。在设计防火玻璃墙时，特别是对于面积较大的防火玻璃墙可以使用钢材结构，为增强其美观性，可以使用铝合金（词条“合金”由行业大百科提供）进行装饰，以此保证设计质量。
连接部位的耐火作用是整个系统的完整性的基础，连接处的预埋件与链接件均应为防火材料或加防火保护层。在设计整体框架系统时，应科学选择防火耐高温及密封材料，比如钢框架结构与防火密封胶等辅助材料结合使用，其中对辅助材料性能具有一定要求，最好是不燃或难燃材料，比如硅酸钙基的垫块、防火膨胀密封条以及单组分防火密封胶等。
使用高精度钢型材、配置高品质防火玻璃和防火密封材料构成防火玻璃墙系统，或选用铝合金型材做饰面、高精度钢型材做内防火钢系统，配置防火玻璃等材料构成钢铝组合防火玻璃墙，更具美观和防腐功能。通过采用这些材料和结构进行设计，能够保证防火玻璃墙的耐高温性能和高强度（词条“强度”由行业大百科提供）性能，以及美观功能。
3.2 防火玻璃墙的通透性
防火玻璃墙在保持安全性的同时，还具有良好的通透性。
光线透过性：防火玻璃墙采用高透光率的玻璃材料，能够允许大量自然光线进入室内，为建筑内部提供充足的采光。自然光线的照射还能够降低室内温度，减少空调等设备（词条“设备”由行业大百科提供）的运行负荷，降低能源消耗。
视野开阔性：防火玻璃墙的设计使得室内外空间相互贯通，形成开阔的视野。不仅增强了建筑的美观性，还使得室内空间更具宽敞感和通透性，有助于提高人们的生活品质。
3.3 防火玻璃墙的其他特性
除了安全性和通透性外，防火玻璃墙还具有以下特性：
隔音（词条“隔音”由行业大百科提供）性：防火玻璃墙采用复合多层防火玻璃为关键材料，本身就起到一定的隔音效果，若设计再填充隔音材料，能够有效隔绝噪音的传播。这使得室内空间更加安静、舒适，适用于各种需要静谧环境的场所。
装饰性：防火玻璃墙可以根据建筑风格和需求进行定制设计，钢质框架也具有多种颜色和纹理可供选择。这使得防火玻璃墙不仅具有实用功能，还能够作为建筑的一部分，提升建筑的整体美感。
环保性：防火玻璃墙在生产和使用过程中注重环保，采用无毒、无害的绿色环保材料和工艺。同时，它还能够提高建筑的整体节能性能，降低能源消耗和碳排放量，符合可持续发展的要求。
4 防火玻璃墙实际应用与挑战
随着对于建筑美学、节能等方面的需求，防火玻璃被用于建筑内外墙装饰，将建筑美学、功能、节能和结构等因素有机地结合，广泛应用于工业与民用建筑的防火隔断区。尤其是在公共建筑中，如：酒店、购物中心、学校、机场、展馆等建筑，保障生命财产安全，是现代高层建筑中不可缺少的防火设施。在有特殊要求的地方，还能同时承担更多“额外”的职能，譬如采光、隔音、保温乃至防盗的功能。
虽然，一系列国家政策法规及行业标准相的出台，对防火玻璃的生产、应用和监管提出了明确要求，为防火玻璃系统产品行业的发展指明了方向，也为行业健康、稳步的前行提供了强有力的支持。然而，在防火玻璃系统产品的实际应用过程中，仍存在一些不容忽视的难点和挑战。2019年7月，中央办公厅、国务院办公厅下发《关于深化消防执法改革的意见》 [3]，将建筑耐火构件等13类消防产品从强制性认证改为自愿性认证，消防认证制度改革在进一步优化营商环境、落实市场主体责任的同时，给产品的质量及监管也带来了一定的冲击。消防改制后，根据2021年4月29日修订后的《中华人民共和国消防法》 [4]虽未明确住建部门对消防产品的监管职责，但在消防验收阶段，住建部门从建设工程质量安全和消防工程审验质量管理需求方面考虑，要求部分消防产品抽样送检;又因消防产品监管系统存在漏洞，生产、销售环节溯源困难，消防产品各监管部门之间存在沟通不畅、信息不对称等问题，为假冒伪劣产品提供了可乘之机;取消强制性认证后，认证检验市场开放，只要具备条件的均可开展认证、检验，导致市场上出现了更多的认证机构。部分认证机构可能为了追求利润，放宽了对产品的检验标准，甚至出现虚假认证的现象;假冒伪劣产品成本低，价格便宜，价格上占据较大优势;消费者对消防产品了解程度有限，难以辨识。
现代建筑设计中常常需要在保证安全的前提下实现美观通透的效果，防火玻璃系统产品的应用需要兼顾二者，在保证安全的同时满足美观要求。未来更需要提高了防火玻璃系统产品市场的准入的门槛，促使生产厂商必须努力提高工艺技术水平和产品质量，对增强全社会防范火灾的意识，提高社会公共安全保障水平，具有非常重要的意义。
5 结束语
近年来，国内建筑上暴露最多的隐患莫过于防火领域，而建材市场上变化最大的莫过于防火领域，我们有充分的理由相信，随着防火标准，消防验收标准，检测手段的严格以及防火产品技术含量的提升，防火墙上应用防火窗、防火玻璃隔墙等产品，在中国只会向良性方向发展，从根本上杜绝火灾隐患的发生，保证人民的生产财产安全。建筑的通透性不仅仅是建筑师在设计过程中考虑的因素，更是使人们与环境产生联系，并提供更好使用体验的关键。为了满足人们的需求，创造出一个更加安全、舒适、健康和美好的环境，我们需要遵循一定的设计原则和标准，建筑透明性将会在更多领域得到应用和发展，未来建筑的设计将更加注重与自然环境的协调和可持续发展，通过充分利用光电技术、新型材料和数字化技术等手段，为人们创造出更加宜居、舒适、环保和智能的建筑空间。
参考文献
[1] 技术标准：GB 55037-2022，《建筑防火通用规范》[S].2022
[2] 技术标准：GB 16809.《防火窗》[S].2008
[3] 通知：《关于深化消防执法改革的意见》中共中央办公厅，厅字[2019] 34号.2019-5-30
[4] 法律法规：《中华人民共和国消防法》第二次修正.2021-4-29
作者单位：鹤山市恒保防火玻璃厂有限公司
