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摘要：本文探讨了主动增强型防火玻璃（词条“防火玻璃”由行业大百科提供）隔断的结构细节设计与优化，及其安全性与可靠性的考虑，并在机房中的应用优势，通过对其防火性能、隔热性能、透明度及美观性的分析，展现了其在机房防火领域的重要价值。文章也展望了防火玻璃隔断的市场前景和发展趋势，强调个性化定制和绿色生产将是行业发展的重要方向。
关键词：防火玻璃隔断;结构;设计：性能
1 引言
在当前建筑行业各大办公楼宇中，玻璃隔断因具备高透光，敞亮等特点被广泛使用。防火玻璃隔断的研究与应用已成为提升建筑安全性能的重要方向。随着国内对防火安全要求的不断提高，防火玻璃隔断的研究也逐渐深入。《建筑防火通用规范》GB 55037-2022[2]整合了建筑设计范围的防火要求，强调了防火玻璃隔断在系统中的关键作用，确保了防火玻璃系统产品在现代建筑中的安全性及重要性。
与国外相比，国内防火玻璃隔断领域的研究虽然起步较晚，但现今的研究已取得一定成果，然而在设计原理、性能评估方法及应用效果等方面仍有待提升。国外在该领域的研究起步较早，技术相对成熟，其在防火玻璃隔断的耐火性能、隔热性能、结构稳定性及智能化控制等方面的研究均达到了较高水平。尤其值得一提的是，国外在防火玻璃隔断的实际工程应用效果评估方面也积累了丰富的经验，这对于我国防火玻璃隔断的研发和应用具有重要的借鉴意义。
防火玻璃隔断的研究和应用将更加注重耐火性能、隔热性能及结构稳定性的提升，同时加强智能化控制研究，实现防火玻璃隔断的自动监测、预警和响应。这将有助于进一步提高建筑防火安全水平，为人们的生命财产安全提供更为坚实的保障。同时，我们也应积极推动防火玻璃隔断在实际工程中的广泛应用，让科技成果更好地服务于社会大众。
2 研究内容与方向
防火玻璃隔断作为建筑物防火体系的重要组成部分，其性能优劣直接关系到人员的生命安全和财产安全。因此，针对主动增强型防火玻璃隔断结构的设计、性能评估及应用研究显得尤为重要。然而现有的玻璃隔断防火，其大多依赖于玻璃本身的耐火性能，又要高透、耐高温，又需要安全防止爆裂危险，这导致隔断的用料成本相对较高，因此本文提出一种新的方案，对主动增强型防火玻璃隔断结构的设计进行探讨。
主动增强型防火玻璃隔断的设计需基于深入的耐火性能、隔热性能及结构稳定性理论分析。在材料选择上，应优先选用经过国家认证的优质耐火材料，如高硼硅防火玻璃、水晶硅新型防火玻璃等，这类材料不仅具有良好的防火性能，还能确保隔断结构的整体稳定性。
随着智能化技术的不断发展，防火玻璃隔断也融入了智能化控制元素。通过集成传感器和控制系统，实现自动感应、远程控制等高级功能。例如，在火灾发生时，隔断可以自动关闭，形成防火分区（词条“防火分区”由行业大百科提供），防止火势蔓延;同时通过远程控制，管理人员可以迅速做出响应，提高应急管理的效率。
还应注重美观与实用性的结合。通过采用高品质防火玻璃材料，结合精致的金属框架（词条“框架”由行业大百科提供）和现代化的装饰元素，防火玻璃隔断不仅能够有效隔离空间，还成为提升空间美感和舒适度的重要装饰元素。
防火玻璃隔断凭借其卓越的防火性能、智能化控制、模块化设计以及美观实用的特点，正逐渐成为现代建筑装饰市场的新宠。随着技术的不断进步和市场需求的持续增长，防火玻璃隔断行业将迎来更加广阔的发展空间和市场机遇。图1为常见防火玻璃隔墙系统产品图。
3 结构细节设计与优化
《建筑用安全玻璃 第1部分：防火玻璃》(GB15763.1-2009)就明确要求“试验时所使用的固定框架和安装方式应与实际工程配套使用的相同，并以图纸或其他方法记录固定框架的结构和安装方式”[3]。大量的实验表明，采用不同框架结构型式的防火玻璃框架系统往往会有着不同的耐火极限（词条“耐火极限”由行业大百科提供），这表明防火玻璃与框架有着密不可分的关系。防火框架设计是防火玻璃隔断的基石，应充分考虑框架的坚固耐用性，确保其能够在火灾中支撑防火玻璃并防止其变形或脱落。防火框架应采用符合国家标准的耐火材料制成，同时要考虑其与防火玻璃之间的兼容性，确保二者在火灾发生时能够协同工作，达到最佳防火效果。
连接方式也应充分考虑连接的牢固性和密封性，确保在火灾发生时，防火玻璃与框架之间不会出现缝隙或脱落，还需注意连接材料的耐火性，以确保其在火灾发生时不会失效。
智能化控制线路的布局也是防火玻璃隔断设计中的一个重要环节。在规划智能化控制线路时，应充分考虑其在火灾中的安全性，避免线路在火灾中受损导致控制系统失效。为此，可以采用防火材料对线路进行包裹，以提高其耐火性能。同时，还需合理规划线路的走向和位置，以避免其在火灾中受到外部因素的干扰。
主动增强型防火隔断设计结构主要包括框体(1)、玻璃主体(2)、填料机构以及填料控制模块;其中，框体沿竖立的玻璃主体的外沿设置，用于与楼板（词条“楼板”由行业大百科提供）或墙板（词条“墙板”由行业大百科提供）固定，以令本结构形成所需的隔断形式;填料机构连通指定的不燃或阻燃性（词条“阻燃性”由行业大百科提供）流体的存储单位，且用于控制不燃或阻燃（词条“阻燃”由行业大百科提供）性流体移动;填料控制模块则用于感知火情，并用作根据火情控制填料机构动作。玻璃主体为多层玻璃结构，不燃或阻燃性流体在出现火情时被向玻璃主体的内腔灌注，以起到增强隔断防火性能的效果。由于此时隔断的防火不只是依赖于玻璃本身，所以可以相对减小对玻璃的要求，以此减小隔断的使用成本。不燃或阻燃性流体可以是水、流质陶土一类，考虑施工难易度和存料空间占用问题，优先为水;即上述填料机构连通至楼宇的供水管道，诸如：消防洒水喷头的供水管路。结构设计如图2。
参照图3(对应的火警信号反馈系统)，填料控制模块包括火灾报警器和控制单元，其中，火灾报警器布设于各个隔断区的吊顶、天花板位置或其他墙体合适位置，以用于及时检测火情，并输出对应的火警信号做反馈。控制单元可以是MCU控制板，其电连接于火灾报警器和电控阀门，设置为：若火灾报警器向控制单元发送火警信号，则控制单元控制电控阀门导通管道，即通过水管向玻璃主体中灌水，以增强玻璃隔断的防火性能。温度传感器旨在检测玻璃的温度，因为玻璃主体与卡接槽之间的玻璃胶融化可能导致玻璃歪斜，防火性能骤降等影响。检测测试试件背火面平均温度超过试件表面初试平均温度140℃，平均温升63℃，若温度变化速率大于预设的火情场景升温速率阈值，且温度检测值小于预设的密封融化温度阈值，则控制单元根据预设的温度-驱动量关系表对动力单元控制。关于温度-驱动量关系表，即不同温度区间分别匹配一个驱动量的表格，例如：温度检测值为50-100℃时，驱动量为2cm;温度检测值为100-200℃时，驱动量为3cm。
这些设计要点的合理应用，将有助于提高防火玻璃隔断的防火性能，又节约了成本，联动性更强确保人员在火灾中的安全疏散。
4 安全性与可靠性考虑
在分析防火玻璃隔断的市场应用时，首先确保这些产品满足严格的安全与性能标准。防火性能是至关重要的考量因素，防火玻璃隔断必须通过国家防火建筑材料质量监督检验中心等权威机构的认证，以确保其防火等级符合国家标准，产品质量有保证。对防火玻璃隔断进行抗冲击、抗风压等性能测试，能够全面评估其在实际应用中的安全性能，确保其在各种极端条件下的稳定与安全。
4.1 耐火性能测试方法及标准
通过模拟火灾环境，对防火玻璃隔断在特定温度和时间下的耐火性能进行标准测试。测试过程中，严格监控温度上升速率和持续时间，同时观察玻璃隔断的完整性、隔热性和稳定性。只有通过这一严格测试，才能确保防火玻璃隔断在火灾中一定时间内保持其耐火完整性或隔热性，有效阻止火焰和高温气体的穿透。
同时通过测量烟雾透过玻璃隔断的速率和浓度，我们可以评估防火玻璃在火灾中对烟雾的阻隔效果，进一步确保其在实际应用中的有效性。
为了确保关键原材料防火玻璃的性能达到国家标准，相关部门应加强对防火玻璃市场的监管力度，对生产、销售和安装等环节进行严格把关。才能确保建筑的安全性能得到有效提升，更能提供更加坚实的保障。
4.2 抗冲击性能测试方法及标准
玻璃材料透明且美观，但在面临冲击载荷时，其易碎性成为了显著的短板。
在评估防火玻璃隔断的抗冲击强度时，可以通过控制冲击器的重量和速度，模拟实际使用中可能遭遇的冲击情况，观察试样受到冲击后的反应，是否有裂痕、破损程度以及碎片状态等关键指标。这些测试数据不仅提供了玻璃隔断抗冲击强度的直观认识，也为后续的材料优选提供了数据支持。这种优异的性能，意味着在火灾等紧急情况下，能有效防止碎片飞溅，从而减少人员伤害的风险。
4.3 密闭性测试方法及标准
为了评估防火玻璃隔断在极端条件下的防水性能，可以模拟雨水和水灾等场景进行了水密性测试。向防火玻璃隔断施加高强度的水流压力，观察其防水效果，即使在水流压力极大的情况下，也未出现水渗透至另一侧的现象，证明了其优秀的防水设计和优质的材料选择，水密性确保了其在潮湿环境中的稳定性与可靠性。
多层防火玻璃结构隔墙系统，使得声波在通过时得到了有效的衰减和吸收，为室内创造一个安静舒适的环境。隔音（词条“隔音”由行业大百科提供）性能是衡量防火玻璃隔断舒适性和实用性的重要指标。
4.4 综合性能评估指标体系构建
在消防产品体系中，防火玻璃隔断作为重要的耐火建筑构配件，其性能优劣直接关系到建筑的安全性和人员生命财产安全。
在火灾发生时，防火玻璃隔断需具备在特定时间内保持完整性和耐火隔热性的能力，确保火势不蔓延、热量不传导，为人员疏散和消防救援争取时间。同时，防火玻璃隔断还应具备良好的抗冲击性能，以应对火灾中可能发生的爆炸等极端情况，并能够有效阻止火势和烟气的扩散。且良好的透明度，保证在火灾发生时能够清晰观察火势和人员疏散情况。
防火玻璃隔断配套材料选择应符合环保要求，减少对环境的污染，应尽可能减少挥发性有机物的排放，降低对大气环境的污染。安装成本和维护成本也应控制在合理范围内，以降低建筑成本，确保防火玻璃隔断在实际使用中的经济可行性。使用寿命和耐用性也是其经济性的重要体现，能够有效降低长期运营成本。
在综合考虑以上各方面因素的基础上，防火玻璃隔断的性能评价应更加全面、客观和准确。不仅有助于推动防火玻璃隔断技术的创新和发展，更有助于提升整个消防产品体系的性能水平和安全保障能力。
5 主动增强型防火玻璃隔断在机房中应用
5.1 高温高热环境下的防火挑战
在现代数据中心和通信机房中，设备密集度高，散热量大，导致机房内部温度普遍较高。主动增强型防火玻璃隔断依赖于材料的高熔点、良好的热稳定性（词条“热稳定性”由行业大百科提供）以及独特的结构设计，确保在高温条件下能长时间保持结构的完整性和隔热性。当火灾发生时，能有效阻止火势的迅速蔓延，为机房内部设备争取宝贵的救援时间，并能有效减少热量的传递，降低机房内部温度，从而保护设备免受热损害。不仅提高了设备的运行稳定性，延长设备的使用寿命，也能显著降低火灾对机房内设备的热辐射（词条“热辐射”由行业大百科提供）影响。
5.2 透明度高及美观实用性
在保障防火与隔热性能的同时，防火玻璃隔断还具备高透明度，使得机房内部设备的监控和操作不受影响，确保了机房的正常运行，又使内部空间更加开阔明亮，提升了工作环境的舒适度，通透的设计和简约的线条，为机房营造了一种现代、科技的氛围。
5.3 智能化防火隔离设置
在设置防火隔离时，需根据机房的实际情况，合理规划防火区域的划分，并选择合适的防火材料。主动增强型防火玻璃隔断以其卓越的防火性能、优良的隔热性能、高透明度和美观实用性、智能化安全控制系统，成为机房环境建设中的理想选择。在实际应用中，应充分考虑机房的具体需求和布局，选择适合的防火玻璃隔断类型和规格，以确保机房的安全稳定运行。图4为地铁综合控制室防火隔墙(观察窗)实例。
6 存在问题与改进措施建议
在探讨防火玻璃隔断的应用与改进时，我们必须正视其在实际操作中可能存在的问题与挑战。尽管防火玻璃隔断以其卓越的防火性能在维护生命安全方面发挥了至关重要的作用，但在其安装和使用过程中，仍然存在一定的风险隐患。
防火玻璃隔断的安装过程中，尺寸偏差和安装不牢固是常见的问题。由于防火玻璃需要根据实际尺寸进行裁剪加工，尺寸的精确性至关重要。若裁剪不当或安装时未能确保其稳固性，不仅会降低其防火性能，还可能造成安全隐患。在长期使用过程中，可能会出现变形或复合防火玻璃发黄、发白、起雾等现象，这些都将影响其使用效果和安全性。
从原材料的选择到生产过程的监控，再到成品的检验，都需要严格遵循相关标准和要求，确保产品的防火性能和使用寿命。提高安装工人的技术水平，加强日常维护和保养。定期检查其使用情况，及时发现并处理潜在问题，可以有效延长其使用寿命并降低安全隐患。同时，我们也应关注防火玻璃隔断在高温环境下的性能衰减问题。针对这一问题，可以进一步研究新型材料和结构设计，提高防火玻璃隔断的耐高温性能和使用寿命。
在防火玻璃隔断的改进与升级过程中，我们应以确保产品质量和安全性能为核心，不断探索和创新，以满足日益增长的市场需求。
参考文献
[1]专利证书：CN202310276914.X，主动增强型防火玻璃隔断结构[P].2023
[2]技术规范：GB 55037-2022 《建筑防火通用规范》[S].2023
[3]国家标准：GB 15763.1-2009 《建筑用安全玻璃 第1部分：防火玻璃》[S].2009
作者单位：广东恒保安防科技有限公司
