建筑幕墻防火設(shè)計與研究

文/ 張峰 北京江河幕墻系統(tǒng)工程有限公司 北京 101300

1、前言

隨著經(jīng)濟和技術(shù)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(yīng)用于高層和超高層建筑上?；馂?zāi)是指在時間和空間上失去控制的燃燒所造成的災(zāi)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(shè)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(gòu)和人員的防火安全。近年來國內(nèi)發(fā)生幾次特重大火災(zāi)，造成了嚴重的人員和財產(chǎn)損失，都與設(shè)計或者選材不當(dāng)有關(guān)。

2、建筑幕墻防火設(shè)計的基本原則

(1)明確設(shè)計責(zé)任。建筑設(shè)計單位結(jié)合工程的情況對建筑幕墻工程的防火設(shè)計等級提出具體設(shè)計要求，明確所承擔(dān)的設(shè)計責(zé)任。幕墻設(shè)計單位應(yīng)具備相應(yīng)的專業(yè)設(shè)計資質(zhì)，嚴格按照有關(guān)規(guī)范和相關(guān)標準及制度對幕墻防火方面的選材、節(jié)點、細部構(gòu)造進行設(shè)計。(2)建筑幕墻的設(shè)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(yīng)符合《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50016-2014。(3)以建筑幕墻為外圍護結(jié)構(gòu)的建筑物基本上是屬于封閉性建筑物，防火設(shè)計應(yīng)遵循預(yù)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(yīng)采用不燃燒材料。當(dāng)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(yīng)在每層樓板外沿設(shè)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(shè)間距≤2m的自動噴水噴頭;當(dāng)建筑要求防火分區(qū)設(shè)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(yīng)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(yīng)根據(jù)防火材料的耐火極限來決定。防火層應(yīng)采用隔離措施。《玻璃幕墻工程技術(shù)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(dāng)采用巖棉或礦棉封堵時，其厚度不應(yīng)小于100mm，并應(yīng)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(yīng)采用防火密封膠，防火密封膠應(yīng)有法定檢機構(gòu)的防火檢驗報告。(9)幕墻使用的防火、保溫材料應(yīng)采用不燃燒性或難燃性材料，其品種、材質(zhì)、耐火等級、鋪設(shè)厚度、燃燒性能必須達到規(guī)范要求，其表面應(yīng)有防潮措施。(10)目前，幕墻工程多由施工企業(yè)自行設(shè)計，其設(shè)計文件圖紙必須由原設(shè)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(shù)工藝及工程質(zhì)量安全審核把關(guān)的作用。

3、各種不同類型建筑幕墻的防火構(gòu)造設(shè)計

3.1 豎向防火分區(qū)構(gòu)造設(shè)計要點

1）無窗檻墻的玻璃幕墻應(yīng)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(shè)防火巖棉帶；當(dāng)玻璃為大面全?；螯c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(gòu)的建筑，應(yīng)設(shè)置基層墻體，且基層墻體的耐火極限應(yīng)符合現(xiàn)行防火規(guī)范關(guān)于外墻耐火極限的有關(guān)規(guī)定。設(shè)置層間防火封堵，防止出現(xiàn)“煙囪”效應(yīng)。金屬、石材等非透明幕墻與玻璃幕墻交接處及洞口周圍應(yīng)設(shè)置防火封堵。

3.2 水平防火分區(qū)構(gòu)造設(shè)計要點

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

2）當(dāng)在水平防火分區(qū)設(shè)置玻璃幕墻時，玻璃幕墻應(yīng)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(gòu)的后連接宜采用后擴底錨栓或通過耐高溫測試的化學(xué)錨栓。主要是因為國內(nèi)一些產(chǎn)品中化學(xué)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(gòu)造設(shè)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(gòu)造。為了提高防火封堵的隔煙性能，防止防火封堵構(gòu)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(gòu)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(yīng)如何設(shè)置防火封堵構(gòu)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(shè)置防火封堵構(gòu)造，如不每層設(shè)置封堵，應(yīng)為幾層為合理。

（3）雙層幕墻的防火封堵構(gòu)造設(shè)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(yīng)的防火性能測試方法，對防火設(shè)計進行可靠的試驗驗證和正確評估，為設(shè)計規(guī)范提供技術(shù)依據(jù)和保障。

結(jié)語：

火災(zāi)教育了我們，使我們在幕墻設(shè)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(gòu)造設(shè)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(zāi)的能力，并在萬一發(fā)生火災(zāi)時也能盡量減少人員傷亡和財產(chǎn)損失。

[1]《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ102-2003.

[2]《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50016-2014.

[3]《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ133-2001.

[4]《建筑防火技術(shù)應(yīng)用技術(shù)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.