建筑幕墻防火設計與研究

張峰

【摘要】本文從相關規(guī)范對防火的要求入手，提出了建筑幕墻防火設計的具體做法和防火設計中應當注意的問題。

【關鍵詞】建筑幕墻防火；幕墻防火構造；防火封堵

【中圖分類號】TU227

【文獻標識碼】A

1、前言

隨著經(jīng)濟和技術的進步，幕墻憑借其在外裝飾性，節(jié)能保溫，以及抗震上的優(yōu)越，越來越多地應用于高層和超高層建筑上?；馂氖侵冈跁r間和空間上失去控制的燃燒所造成的災害。高層建筑防火有效措施是三位一體：報警系統(tǒng)、圍堵（Containment）和遏制（Suppression）措施。幕墻系統(tǒng)的防火設計就是采用被動防火理念，將具有防火等級的建筑物樓板與沒有防火等級的幕墻系統(tǒng)，中間用與建筑物樓板相同防火等級的水平防火帶結(jié)合在一起，形成一個完整的防火體系，共同抵御火勢、煙霧和有毒氣體的擴散。即采用圍堵手段來加強建筑物結(jié)構和人員的防火安全。近年來國內(nèi)發(fā)生幾次特重大火災，造成了嚴重的人員和財產(chǎn)損失，都與設計或者選材不當有關。

2、建筑幕墻防火設計的基本原則

（1）明確設計責任。建筑設計單位結(jié)合工程的情況對建筑幕墻工程的防火設計等級提出具體設計要求，明確所承擔的設計責任。幕墻設計單位應具備相應的專業(yè)設計資質(zhì)，嚴格按照有關規(guī)范和相關標準及制度對幕墻防火方面的選材、節(jié)點、細部構造進行設計。（2）建筑幕墻的設置、層數(shù)、長度、面積和防火分區(qū)、防火間距及幕墻防火節(jié)點的耐火極限要求等應符合《建筑設計防火規(guī)范》GB50016-2014。（3）以建筑幕墻為外圍護結(jié)構的建筑物基本上是屬于封閉性建筑物，防火設計應遵循預防為主、防消結(jié)合的工作方針，采取可靠的防火措施立足自防自救，幕墻防火措施要與建筑主體的消防系統(tǒng)結(jié)合考慮。（4）幕墻分格時要力求桿件與柱、梁、墻、樓板位置一致，避免交叉。一般地，幕墻立挺與柱要重合，幕墻橫梁與建筑物樓板或主框梁、防火墻裙要吻合，避免一玻璃跨越兩個防火分區(qū)。（5）窗間墻、窗檻墻的填充材料應采用不燃燒材料。當其外墻面采用耐火極限不低于lh的不燃燒體時，其墻內(nèi)填充材料可采用難燃燒材料。（6）無窗間墻和窗檻墻的玻璃幕墻，應在每層樓板外沿設置耐火極限不低于lh，高度不低于0.8m的不燃燒實體裙墻；或在幕墻內(nèi)側(cè)每層設間距≤2m的自動噴水噴頭；當建筑要求防火分區(qū)設置通透隔斷時，可采用防火玻璃。（7）玻璃幕墻與每層樓板、隔墻處的縫隙，應采用不燃燒材料嚴密填實，樓板和隔墻處形成水平或垂直防火帶。（8）防火層的厚度和寬度應根據(jù)防火材料的耐火極限來決定。防火層應采用隔離措施?！恫Ａ粔こ碳夹g規(guī)范》（JGJ102-2003）中4.4.11 中明確規(guī)定：玻璃幕墻與各層樓板、隔墻外沿間的縫隙，當采用巖棉或礦棉封堵時，其厚度不應小于100mm，并應填充密實；樓層間水平防煙帶的巖棉或礦棉宜采用厚度不小于1.5mm的鍍鋅鋼板承托，嚴禁采用鋁板。防火層的密封材料應采用防火密封膠，防火密封膠應有法定檢機構的防火檢驗報告。（9）幕墻使用的防火、保溫材料應采用不燃燒性或難燃性材料，其品種、材質(zhì)、耐火等級、鋪設厚度、燃燒性能必須達到規(guī)范要求，其表面應有防潮措施。（10）目前，幕墻工程多由施工企業(yè)自行設計，其設計文件圖紙必須由原設計單位審核，審核單位不能僅從總體方案、立面效果、平立面分格方面粗審，要真正起到技術工藝及工程質(zhì)量安全審核把關的作用。

3、各種不同類型建筑幕墻的防火構造設計

3.1 豎向防火分區(qū)構造設計要點

1）無窗檻墻的玻璃幕墻應保證不燃體實體墻的高度不低于 800mm，如達不到，不足部分建議考慮上翻一個砼踢腳線，或在梁底加設防火巖棉帶；當玻璃為大面全玻或點支承幕墻時，則采用銫鉀防火玻璃加高。

2）層間防煙封堵采用100mm防火巖棉，1.5mm厚鍍鋅鋼板承托，對可能造成煙霧漫延的縫隙處打防火密封膠；

3）層間面板分格不宜跨越兩個防火分區(qū)。

4）采用金屬、石材等非透明幕墻結(jié)構的建筑，應設置基層墻體，且基層墻體的耐火極限應符合現(xiàn)行防火規(guī)范關于外墻耐火極限的有關規(guī)定。設置層間防火封堵，防止出現(xiàn)“煙囪”效應。金屬、石材等非透明幕墻與玻璃幕墻交接處及洞口周圍應設置防火封堵。

3.2 水平防火分區(qū)構造設計要點

1）在水平防火分區(qū)的實體防火墻兩側(cè)設置幕墻時，距離防火墻兩側(cè)各1m的部位不應有門窗洞口，若設置洞口，則應采用防火窗；

2）當在水平防火分區(qū)設置玻璃幕墻時，玻璃幕墻應采用銫鉀防火玻璃和經(jīng)防火涂料處理的鋼龍骨外包鋁合金形式。

3）防火分區(qū)隔斷與主體結(jié)構的后連接宜采用后擴底錨栓或通過耐高溫測試的化學錨栓。主要是因為國內(nèi)一些產(chǎn)品中化學藥劑含有大量的苯乙烯，該物質(zhì)遇熱后不穩(wěn)定。

4、改善幕墻防火封堵構造設計的幾點建議

（1）常用的玻璃幕墻層間防火封堵建議采用上下兩層防火封堵構造。為了提高防火封堵的隔煙性能，防止防火封堵構造因外力或溫度變化的作用而產(chǎn)生裂縫，可在上層防火封堵的表面上噴涂防火密封漆或膠，增加防火封堵構造的抗變位能力。

（2）建議制定標準或規(guī)范明確金屬板幕墻、石材幕墻及人造板幕墻應如何設置防火封堵構造。目前存在較大爭議，主要的問題是此類幕墻是否需要在每一樓層間均設置防火封堵構造，如不每層設置封堵，應為幾層為合理。

（3）雙層幕墻的防火封堵構造設計難度較大，認可度較低，在具體執(zhí)行中存在較多的爭議。建議盡快地建立相應的防火性能測試方法，對防火設計進行可靠的試驗驗證和正確評估，為設計規(guī)范提供技術依據(jù)和保障。

結(jié)語：

火災教育了我們，使我們在幕墻設計中更加重視防火問題。要合理選用防火的材料，按規(guī)范要求作好各部位的防火構造設計，盡力避免出現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)和安全漏洞，提高幕墻抵抗火災的能力，并在萬一發(fā)生火災時也能盡量減少人員傷亡和財產(chǎn)損失。

參考文獻：

[1]《玻璃幕墻工程技術規(guī)范》JGJ102-2003.

[2]《建筑設計防火規(guī)范》GB50016-2014.

[3]《金屬與石材幕墻工程技術規(guī)范》JGJ133-2001.

[4]《建筑防火技術應用技術規(guī)程》CECS154-2003.

[5]《民用建筑外保溫系統(tǒng)及外墻裝飾防火暫行規(guī)定》公通字[2009]46號.