知识点：固定窗

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【摘要】为了在火灾时更有效的保护人员生命、财产的安全，减少建筑采用单纯机械排烟系统的弊端，《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017中规定需要在建筑中设置排烟固定窗。本文结合此规标准及笔者工程经验，对固定窗的定义及其作用做了详细的介绍，并分享实际工程案例中对于固定窗设置方面的经验。           

【关键词】商业建筑；幕墙固定窗 

0.引言 

          随着时代和人文需求的多样化增加，现如今出现了很多体量大，功能复杂的商业建筑。这类建筑中存在较多的可燃物，增加了火灾发生的风险。而火灾时产生大量的热和有毒烟气，会对人体伤害极大。而单纯的机械排烟系统不能绝对保证在火灾发生到一定程度后仍可以持续发挥作用，因此《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017（简称《烟规》）应运而生。其中用于应对机械排烟失效的主要方式是采用在火灾阶段可以人为破拆的排烟洞口排处烟和热，称之为固定窗。固定窗的设置从一定程度上弥补了单纯依赖机械排烟系统的弊端，有效的控制了风险。鉴于《烟规》刚开始执行不久，关于固定窗设置的工程案例较少，因此建筑师在执行此项规定时，很难把握深浅。 

1.固定窗的定义及作用： 

          《烟规》[1]中明确要求固定窗仅存在于机械排烟系统的场所内。因此在日常或者火灾初期，固定窗在机械排烟系统正常运转阶段时是不能开启的。只有在火灾发展到一定阶段，消防队员判断机械排烟系统可能发生失效，不再工作时，才可以进行破拆开启，进而依靠固定窗破拆后的建筑洞口排出烟和热。

 

2.建筑中设置固定窗的要求及问题解决方式： 

          以笔者近期设计的多层商场类建筑为例，研究固定窗的设置要求。该项目总面积为80000 m2，地上为四层约40000m2的商场，平均每层约9000 m2。同时，建筑的平面布局为中庭被商街和店铺环绕，外围做了一圈疏散走道兼做货运通道。建筑中主要的楼梯均采用机械加压送风的封闭楼梯间。根据规范要求，此建筑的1至3层需要在外墙设置固定窗，4层需要在外墙和屋顶设置总面积不小于该层建筑面积2%的固定窗，中庭固定窗不应小于中庭楼地面面积的5％，封闭楼梯间需要在顶层设置不小于1 m2的固定窗，临外墙时每5层内设置总面积不小于2 m2的固定窗。 

          因该商业建筑对外立面要求较高，常规的玻璃固定窗对呈现效果影响较大。通过分析，固定窗的要求为平时关闭，着火时易于破拆变为直接排烟洞口。我们认为只要满足以上要求，固定窗的材质是可以不局限于常规做法，仍按照原有设定使用主体为玻璃幕墙和铝板饰面，并结合背衬实墙作为围护结构，但补充采用其他措施满足规范要求： 

          ①玻璃幕加背衬墙部位固定窗（图1）：此类型为2层建筑构造，综合幕墙安全性及固定窗易于破拆的要求，我们建议采用超白玻或均质化处理的安全玻璃。在内部墙体上设一道可以从建筑外侧开启的窗，采用金属保温窗扇。在幕墙及门窗深化设计时，我们要求此窗扇应为在外侧设锁销等方式开启，平时关闭，仅在火灾发生时由消防队员于建筑外部开启。为保证开启后形成持续有效的排烟口，窗扇应通过采用一定的控制件等措施使其开启到最大角度后固定不动。  

          ②铝板幕墙加背衬墙部位固定窗：此类型与前一种类似，同为2层构造，固定窗的设置要求也是相似的。但可以简化此构造，将固定窗范围的铝板设置为保温开启扇形式，外观上可与其他铝板幕墙尽量保持一致，后面的背衬墙体可直接在对应位置设置等尺寸的洞口。铝板开启扇的设计要求同前一种类，打开后便可以形成有效的排烟洞口。 

          ③楼梯间部位固定窗（图2）：楼梯间外墙固定窗构造与前2种相同，部分不临外墙的楼梯间需要在屋顶设置有效面积为1 m2的采光顶形式玻璃窗。 

          ④中庭固定窗（图3）：该项目部分中庭设有采光顶，原则上可以直接利用采光顶设置固定窗。但如果考虑采用顶部的玻璃直接做易碎的固定窗，击碎玻璃会从高空坠落，对人员造成二次伤害，所以我们建议将采光顶升高，利用侧面设置固定窗，以避免此问题。                 图3 

          ⑤顶层固定窗：顶层需要固定窗总量较大，我们确定采用在外墙的布置方式，以避免屋顶出现大量的固定窗而与设备布置相冲突。由于规范中并未对顶层外墙固定窗的距地高度有明确要求，我们理解是可以适当降低的。建筑层高为5.5m，正常固定窗底距地应该为2.75m，而顶层的外墙固定窗我们降低至1.3m左右。 

          其中该项目外立面铝板分格因面积较大，对固定窗开启模式提出挑战。项目原铝板分格为3.6m，单纯机械开启难度巨大，而电控开启方式有效性又因电气线路在火灾中不可控性，而没有被我们采纳。针对现阶段的设计经验，我们仍维持采用纯人工机械开启的方式，但在非主立面位置适度缩小铝板分格，以满足人工开启需求。 

3.关于固定窗面积的计算： 

          从规范中对各类窗的有效面积分析，我们建议选用开启角度大于70度的下悬外开窗的形式。这种类型外窗符合烟气向上排放的原理，能够最大限度的保证发生火灾时烟气可以顺利排出。固定窗的有效面积应为破拆后的净面积，所以在设计时应考虑刨除掉窗框构造，在窗洞口计算值的基础上适当提高一些。 4.固定窗与消防救援窗的区别 

          消防救援窗要求[2]为应易于消防队员进入、应易于破拆进入，其设计上与固定窗有相似之处。但因没有排烟的强制需求，固无需考虑设置固定开启扇的形式。为满足该建筑的外观设计需求和消防救援需求，救援窗的设置位置仍将玻璃幕墙作为首选的最佳位置，同时此位置采用的玻璃材质在同固定窗易于破碎的基础上，救援窗后面的背衬墙体需要同步设置为易于从外部开启的窗扇。 5. 结语 

          面对当前城市综合体工程的多样性与复杂性，建筑行业设计规范的不断更新，建筑师在遇到设计问题时，应该更深入地理解规范、消化规范、应用规范，而非单纯的拘泥于规范。建筑师需要对规范有更多的思考，理解规范编制的目的是什么，以便于找到更好的解决问题的思路。 参考文献： 

[1] 公安部四川消防研究所. 建筑防烟排烟系统技术标准 GB 51251-2017 [S].北京：中国计划出版社，2018. 

[2] 公安部天津消防研究所. 建筑设计防火规范GB 50016-2014（2018年版）北京：中国计划出版社，2018.

推荐资料：

GB51251-2017建筑防烟排烟系统技术标准

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建筑设计防火规范2018年版

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