構(gòu)件式玻璃幕墻的防火設(shè)計(jì)與施工要點(diǎn)

陳振達(dá)

(福建金帝裝飾工程發(fā)展有限公司， 福建 362000)

0 引言

由于構(gòu)件式玻璃幕墻的應(yīng)用對于提升建筑物外觀設(shè)計(jì)風(fēng)格和整體裝飾效果具有促進(jìn)作用，且造價合理，施工方便，生產(chǎn)車間制作，施工現(xiàn)場安裝，施工工序簡單易行，在我國建筑工程中應(yīng)用非常廣泛。但是，長期以來建筑物的火災(zāi)事故時常發(fā)生，特別是玻璃幕墻如果防火措施不力將成為建筑物防火的一個薄弱環(huán)節(jié)，導(dǎo)致火災(zāi)和濃煙迅速擴(kuò)大和漫延，造成極其嚴(yán)重的生命和財產(chǎn)損失，因此，玻璃幕墻的防火問題至關(guān)重要，如何提高玻璃幕墻的防火性能，主要取決于玻璃幕墻的防火設(shè)計(jì)與施工。

1 玻璃幕墻成為建筑物防火的薄弱環(huán)節(jié)的原因分析

（1）由于玻璃幕墻結(jié)構(gòu)系統(tǒng)特征容易被大火破壞，造成火災(zāi)迅速擴(kuò)大，究其原因，首先應(yīng)從構(gòu)件式玻璃幕墻的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上進(jìn)行分析。

建筑中常用的玻璃幕墻面板為鋼化玻璃，屬于脆性材料，窗戶玻璃雖然在900℃左右才會熔化，但在火災(zāi)條件下，由于玻璃受熱不均勻，受到窗框的限制

膨脹變形，以及內(nèi)外表面溫差太大等原因，往往在250℃左右就開裂破碎。也就是說，門窗玻璃在大火火焰或高溫作用下，很快就會破碎脫落，火舌將直接從這些破損的窗洞口竄入室內(nèi)，引燃室內(nèi)大量可燃物，導(dǎo)致火災(zāi)迅速蔓延，致使整個建筑立體轟燃，水平方向和垂直方向的救援難度都有所增加，引發(fā)更大的生命財產(chǎn)損失。

（2）構(gòu)件式玻璃幕墻主要是由金屬構(gòu)架和玻璃面板構(gòu)成。幕墻立柱與建筑主體結(jié)構(gòu)的連接是通過鋼角碼及鋼埋件來完成的，由于鋼角碼的外挑，使玻璃幕墻與主體結(jié)構(gòu)墻體形成空腔間隙，如果沒有做好空腔的水平和豎向防火封堵，就會成為火災(zāi)迅速擴(kuò)大和漫延的通道，造成火災(zāi)的危害性加大。

（3）當(dāng)建筑設(shè)計(jì)沒有外圍實(shí)體墻或窗檻墻時，玻璃幕墻直接作為房間的外墻，和建筑的四周形成上下左右通透的間隙空腔，如果層間水平間縫或房間豎向隔墻間縫沒有做好防火層進(jìn)行防火封堵，火災(zāi)及濃煙將會跨層、跨房間或跨防火分區(qū)四處漫延流竄，當(dāng)大火燃燒一定時間后幕墻系統(tǒng)將受到嚴(yán)重破壞，使火災(zāi)迅速擴(kuò)大。

（4）當(dāng)建筑外圍有實(shí)體墻或窗檻墻時，玻璃幕墻作為建筑物的外裝飾圍護(hù)結(jié)構(gòu)，與主體結(jié)構(gòu)墻體產(chǎn)生橫向或豎向的間隙，如果沒有做好玻璃幕墻與墻體之間的水平防火隔離帶或豎向防火隔離帶，玻璃幕墻與外墻之間的間隙尤如一道垂直大煙囪，發(fā)生火災(zāi)時大火及濃煙將迅速向上下左右及房間發(fā)生蔓延和流竄。

（5）發(fā)生火災(zāi)時，當(dāng)玻璃幕墻沒有做好防火封堵或玻璃幕墻結(jié)構(gòu)體系在大火的燃燒過程中被破壞時，引發(fā)外墻不良保溫材料燃燒，致使大量的煙塵和有毒氣體直接引起人體呼吸道發(fā)生機(jī)械阻塞，減少肺部有效呼吸面積，造成缺氧現(xiàn)象，導(dǎo)致群死群傷的惡性后果。其實(shí)，大部分的人員傷亡很多時候不是被燒死而是由于煙霧窒息而死。因此，做水平或豎向防火封堵時，不但要防止火災(zāi)的擴(kuò)大，還要防止?jié)鉄煹牧鞲Z，這就要求防火層的材料必須能在規(guī)定時限內(nèi)不被大火燒毀而穿越，同時防火層還應(yīng)達(dá)到密封效果，不得產(chǎn)生漏煙。

總之，玻璃幕墻的防火應(yīng)借助防火材料來有效封堵，確保玻璃幕墻在水平方向和豎直方向的所有縫隙被堵嚴(yán)，才可避免大火和煙霧流竄擴(kuò)大。防火封堵是目前構(gòu)件式玻璃幕墻防火、隔煙的常用的、有效的方法。

2 玻璃幕墻防火設(shè)計(jì)的依據(jù)

（1）構(gòu)件式玻璃幕墻在框支撐玻璃幕墻系統(tǒng)中有明框、隱框、半隱框等幾種結(jié)構(gòu)形式，防火設(shè)計(jì)首先應(yīng)根據(jù)工程建筑設(shè)計(jì)的防火標(biāo)準(zhǔn)、防火等級及特定的施工說明要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（2）根據(jù)國家和行業(yè)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50016-2014)、《建筑幕墻》GB/T21086-2007、《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ 102-2013、《玻璃幕墻工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》JGJ/T 139-2001等的相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（3）玻璃幕墻的立面分格設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)土建工程的建筑設(shè)計(jì)立面分格圖，結(jié)合防火安全、主體結(jié)構(gòu)特征及各方面因素綜合考慮，必要時進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

（4）應(yīng)熟悉系列圖紙及其內(nèi)容要求，尤其是要明確并嚴(yán)格尊照整體工程的防火分區(qū)布置，不得隨意改變。

3 玻璃幕墻防火設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（1）建筑外墻在上下層開口處如采取實(shí)體墻分隔（即窗欖墻），墻體的高度不低于0.8m，否則應(yīng)設(shè)置高度不低于1.2m的實(shí)體裙墻或防火玻璃裙墻，其耐火極限不小于1h，其中，樓板厚度以及邊梁高度可以計(jì)入裙墻高度。 如果采取防火挑檐分隔，挑檐的寬度不低于1m，長度應(yīng)大于開口寬度，耐火隔熱性及耐火完整性應(yīng)不小于1h。

（2）玻璃幕墻的立面分格設(shè)計(jì)，首先根據(jù)工程建筑設(shè)計(jì)的立面分格圖，結(jié)合防火安全、主體結(jié)構(gòu)特征、建筑物的層高，房間的立面尺寸、幕墻的連接結(jié)構(gòu)受力、幕墻的防火設(shè)置需要，進(jìn)行合理的玻璃幕墻的立面分格設(shè)計(jì)調(diào)整，尤其時應(yīng)注意立面分格盡可能杜絕一塊玻璃跨越二個防火分區(qū)，或者一塊玻璃跨越兩個樓層及房間的現(xiàn)象，在無法避免的情況下該跨越部位的玻璃宜采用防火玻璃，以免玻璃在火災(zāi)燃燒時破裂使火焰和煙霧在樓層之間或房間之間迅速擴(kuò)散和蔓延。

（3）玻璃幕墻水平及豎向防火封堵部位的設(shè)計(jì)。一般來說，玻璃幕墻的防火封堵系統(tǒng)所在位置和節(jié)點(diǎn)施工方式要與幕墻橫梁和立柱有機(jī)融合，從而有利于封堵系統(tǒng)的加固及密封。如在特殊狀態(tài)下，需要跨越建筑物上下、左右相鄰的防火分區(qū)而防火隔斷又無法固定于幕墻橫梁和立柱的情況下，幕墻應(yīng)設(shè)置完備的構(gòu)件系統(tǒng)作為防火隔斷的重要附加支撐，從而保障防火系統(tǒng)在耐火時限內(nèi)不會產(chǎn)生破壞。

（4）玻璃幕墻在樓層間的水平防火層通常沿樓面梁位置進(jìn)行設(shè)置，才能進(jìn)行有效防火封堵，當(dāng)玻璃幕墻在無墻體的情況下除應(yīng)按規(guī)范要求設(shè)置0.8m的不燃裙墻外，其層間水平防火層應(yīng)設(shè)置在不燃裙墻范圍內(nèi)。

（5）玻璃幕墻在以下部位應(yīng)設(shè)置防火層：1）與每層樓的層間水平樓面梁位置上；2） 與主體墻面洞口邊緣之間縫隙；3）與不同防火分區(qū)的隔墻間的縫隙；4）與其相鄰防火分隔構(gòu)件之間縫隙等均要實(shí)施防火封堵，設(shè)置水平或垂直的連續(xù)防火層進(jìn)行有效隔斷。

（6）玻璃幕墻的防火封堵系統(tǒng)有許多有效的做法，但無論何種方法，封堵系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)做法均應(yīng)嚴(yán)格按照現(xiàn)行規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，其通常做法如下;

1）構(gòu)件式玻璃幕墻層間水平防火連續(xù)隔斷節(jié)點(diǎn)。

2）構(gòu)件式玻璃幕墻不同防火分區(qū)豎向連續(xù)隔斷節(jié)點(diǎn)。

3） 有窗檻墻的不同房間豎向隔斷節(jié)點(diǎn)，

（7）玻璃幕墻的防火封堵系統(tǒng)應(yīng)具備的基本性能要求是，在一般情況下，應(yīng)具備伸縮變形能力、密封性能和持續(xù)耐久性能；在發(fā)生火災(zāi)的情況下，要確保在既定的耐火時限標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，不產(chǎn)生開裂及脫落情況，保持玻璃幕墻的相對穩(wěn)定。

（8）關(guān)于封堵系統(tǒng)的填充料，應(yīng)采用耐火極限滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的，受到火焰或高溫作用時，不著火、不冒煙的不燃或難燃材料。一般要求不燃或難燃材料的

耐火時限為2h以上。巖棉、礦棉或玻璃棉是比較常見的不燃或難燃材料，對于這些材料的填充厚度應(yīng)不低于10cm，確保填充的密實(shí)度符合要求。同時應(yīng)采取有效措施避免密封不嚴(yán)和受潮變形。因此可設(shè)置符合耐火要求的保護(hù)層材料，如厚度不低于1.5 mm的鍍鋅鋼板，避免使用鋁塑板等耐火時限較低的材料。

⑨ 防火棉吸熱后，容易致使與其接觸之處的幕墻材料迅速升溫，如果防火封堵系統(tǒng)沒有和幕墻玻璃相隔離，當(dāng)防火封堵系統(tǒng)傳熱超過玻璃的耐熱溫度時就會使玻璃碎裂。而保護(hù)鋼板受熱的過程中也容易引起彎曲，與玻璃接觸之處引起的擠壓應(yīng)力也會使玻璃碎裂。因此，防火封堵系統(tǒng)的填充料和保護(hù)鋼板要與玻璃面板相互隔離，避免上述現(xiàn)象的發(fā)生。

⑩ 設(shè)計(jì)圖紙應(yīng)經(jīng)過審核審定后送有資質(zhì)的審圖機(jī)構(gòu)核準(zhǔn)后方可出施工圖進(jìn)行施工。

5 玻璃幕墻防火封堵施工要點(diǎn)

5.1 玻璃幕墻防火封堵施工前準(zhǔn)備工作要點(diǎn)

① 嚴(yán)格按照玻璃幕墻設(shè)計(jì)圖紙組織施工。施工前應(yīng)掌握幕墻圖紙的重要技術(shù)要求，對防火封堵系統(tǒng)的施工位置及節(jié)點(diǎn)要求進(jìn)行充分領(lǐng)會。經(jīng)過圖紙自審發(fā)現(xiàn)圖紙中的不符合規(guī)范或不合理問題，及時在圖紙會審中提出，以便及時得到解決。

② 由項(xiàng)目部技術(shù)人員編寫幕墻防火施工方案，并經(jīng)項(xiàng)目部技術(shù)負(fù)責(zé)人進(jìn)行審核，后送土建總包單位確認(rèn)，最后送監(jiān)理部門核準(zhǔn)。

③ 由項(xiàng)目部施工技術(shù)人員負(fù)責(zé)對施工班組進(jìn)行施工技術(shù)交底，明確施工難點(diǎn)、要點(diǎn)，確保玻璃幕墻防火封堵系統(tǒng)嚴(yán)格按照圖紙及現(xiàn)行規(guī)范進(jìn)行施工。

④ 加強(qiáng)對防火材料質(zhì)量的控制與管理，確保材料品種、規(guī)格、材質(zhì)性能等符合設(shè)計(jì)要求并滿足耐火性能的需要。防火材料應(yīng)有相應(yīng)的產(chǎn)品合格證或質(zhì)量保證書，防火密封膠除了應(yīng)有產(chǎn)品合格證還應(yīng)有法定檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)的防火檢驗(yàn)報告。

⑤ 把好材料驗(yàn)收關(guān)，材料使用前，應(yīng)先進(jìn)行入庫檢驗(yàn)合格的基礎(chǔ)上，填寫報驗(yàn)單提前送監(jiān)理方，監(jiān)理部門經(jīng)驗(yàn)收合格簽署審核意見后方可進(jìn)場使用。

5.2 玻璃幕墻防火封堵操作要點(diǎn)

① 熟悉工程玻璃幕墻圖紙中的防火節(jié)點(diǎn)圖做法，等待玻璃幕墻的立柱和橫梁安裝完畢，進(jìn)行尺寸、安裝位置、立柱雙向垂直度、橫梁水平度等質(zhì)量檢查效

核后方可進(jìn)行防火封堵施工操作。

② 防火層的鍍鋅鋼板，應(yīng)按圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求，通常采用1.5mm厚度的鍍鋅鋼板，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際尺寸和圖形進(jìn)行預(yù)加工，需作角度彎曲成形時應(yīng)采用金屬板彎曲機(jī)彎曲成形。

③ 先安裝鍍鋅鋼板，使鍍鋅鋼板一邊緊靠幕墻的鋁合金橫梁、立柱，另一邊緊靠主體結(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土梁、柱，方可固定牢靠，必要時采取增加角鋼以及緊固件等構(gòu)件的方法來增強(qiáng)防火層與樓板的緊密程度。

④ 防火棉不能小于圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的厚度，通常10cm以上，防火棉可先采用鋁泊進(jìn)行包裹，然后安裝在成形的鍍鋅鋼板里面，防火棉應(yīng)填密實(shí)，檢查發(fā)現(xiàn)有不密實(shí)的空隙，可采用防火棉條緊密填塞擠壓防火棉，然后打噴膠覆蓋防火棉構(gòu)成密閉的防火系統(tǒng)，提高玻璃幕墻耐火極限。

6 結(jié)束語

我國《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》及《高層建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》明確了玻璃幕墻防火封堵系統(tǒng)的基本要求和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，要求幕墻設(shè)計(jì)單位重視幕墻的防火設(shè)計(jì)工作，務(wù)必按照規(guī)范的要求和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對其設(shè)計(jì)責(zé)任負(fù)責(zé)。作為施工單位，應(yīng)按照玻璃幕墻的施工圖紙與施工方案組織施工，嚴(yán)把材料質(zhì)量關(guān)和施工質(zhì)量關(guān)，對建設(shè)工程的施工質(zhì)量負(fù)責(zé)。建設(shè)單位及監(jiān)理部門應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)管控制，對建設(shè)項(xiàng)目的質(zhì)量安全負(fù)責(zé)?？傊?，建設(shè)、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理各方應(yīng)各負(fù)其責(zé)，全面落實(shí)工程建設(shè)監(jiān)、管、控工作，以防為主，杜絕安全隱患，確保生命財產(chǎn)安全。

[1]《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016－2014

[2]《建筑幕墻》GB/T21086-2007

[3]《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ 102-2013.

[4]《玻璃幕墻工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》JGJ/T 139-2001.