構件式玻璃幕墻的防火設計與施工要點

陳振達

(福建金帝裝飾工程發展有限公司， 福建 362000)

0 引言

由于構件式玻璃幕墻的應用對于提升建筑物外觀設計風格和整體裝飾效果具有促進作用，且造價合理，施工方便，生產車間制作，施工現場安裝，施工工序簡單易行，在我國建筑工程中應用非常廣泛。但是，長期以來建筑物的火災事故時常發生，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節，導致火災和濃煙迅速擴大和漫延，造成極其嚴重的生命和財產損失，因此，玻璃幕墻的防火問題至關重要，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計與施工。

1 玻璃幕墻成為建筑物防火的薄弱環節的原因分析

（1）由于玻璃幕墻結構系統特征容易被大火破壞，造成火災迅速擴大，究其原因，首先應從構件式玻璃幕墻的結構和性質上進行分析。

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，引燃室內大量可燃物，導致火災迅速蔓延，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，引發更大的生命財產損失。

（2）構件式玻璃幕墻主要是由金屬構架和玻璃面板構成。幕墻立柱與建筑主體結構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構墻體形成空腔間隙，如果沒有做好空腔的水平和豎向防火封堵，就會成為火災迅速擴大和漫延的通道，造成火災的危害性加大。

（3）當建筑設計沒有外圍實體墻或窗檻墻時，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行防火封堵，火災及濃煙將會跨層、跨房間或跨防火分區四處漫延流竄，當大火燃燒一定時間后幕墻系統將受到嚴重破壞，使火災迅速擴大。

（4）當建筑外圍有實體墻或窗檻墻時，玻璃幕墻作為建筑物的外裝飾圍護結構，與主體結構墻體產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，發生火災時大火及濃煙將迅速向上下左右及房間發生蔓延和流竄。

（5）發生火災時，當玻璃幕墻沒有做好防火封堵或玻璃幕墻結構體系在大火的燃燒過程中被破壞時，引發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生機械阻塞，減少肺部有效呼吸面積，造成缺氧現象，導致群死群傷的惡性后果。其實，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，不但要防止火災的擴大，還要防止濃煙的流竄，這就要求防火層的材料必須能在規定時限內不被大火燒毀而穿越，同時防火層還應達到密封效果，不得產生漏煙。

總之，玻璃幕墻的防火應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，才可避免大火和煙霧流竄擴大。防火封堵是目前構件式玻璃幕墻防火、隔煙的常用的、有效的方法。

2 玻璃幕墻防火設計的依據

（1）構件式玻璃幕墻在框支撐玻璃幕墻系統中有明框、隱框、半隱框等幾種結構形式，防火設計首先應根據工程建筑設計的防火標準、防火等級及特定的施工說明要求進行設計。

（2）根據國家和行業《建筑設計防火規范》(GB50016-2014)、《建筑幕墻》GB/T21086-2007、《玻璃幕墻工程技術規范》JGJ 102-2013、《玻璃幕墻工程質量檢驗標準》JGJ/T 139-2001等的相關規范、標準要求進行設計。

（3）玻璃幕墻的立面分格設計應根據土建工程的建筑設計立面分格圖，結合防火安全、主體結構特征及各方面因素綜合考慮，必要時進行適當的調整。

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

3 玻璃幕墻防火設計要點

（1）建筑外墻在上下層開口處如采取實體墻分隔（即窗欖墻），墻體的高度不低于0.8m，否則應設置高度不低于1.2m的實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，長度應大于開口寬度，耐火隔熱性及耐火完整性應不小于1h。

（2）玻璃幕墻的立面分格設計，首先根據工程建筑設計的立面分格圖，結合防火安全、主體結構特征、建筑物的層高，房間的立面尺寸、幕墻的連接結構受力、幕墻的防火設置需要，進行合理的玻璃幕墻的立面分格設計調整，尤其時應注意立面分格盡可能杜絕一塊玻璃跨越二個防火分區，或者一塊玻璃跨越兩個樓層及房間的現象，在無法避免的情況下該跨越部位的玻璃宜采用防火玻璃，以免玻璃在火災燃燒時破裂使火焰和煙霧在樓層之間或房間之間迅速擴散和蔓延。

（3）玻璃幕墻水平及豎向防火封堵部位的設計。一般來說，玻璃幕墻的防火封堵系統所在位置和節點施工方式要與幕墻橫梁和立柱有機融合，從而有利于封堵系統的加固及密封。如在特殊狀態下，需要跨越建筑物上下、左右相鄰的防火分區而防火隔斷又無法固定于幕墻橫梁和立柱的情況下，幕墻應設置完備的構件系統作為防火隔斷的重要附加支撐，從而保障防火系統在耐火時限內不會產生破壞。

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

（5）玻璃幕墻在以下部位應設置防火層：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）與不同防火分區的隔墻間的縫隙；4）與其相鄰防火分隔構件之間縫隙等均要實施防火封堵，設置水平或垂直的連續防火層進行有效隔斷。

（6）玻璃幕墻的防火封堵系統有許多有效的做法，但無論何種方法，封堵系統的節點做法均應嚴格按照現行規范要求進行設計，其通常做法如下;

1）構件式玻璃幕墻層間水平防火連續隔斷節點。

2）構件式玻璃幕墻不同防火分區豎向連續隔斷節點。

3） 有窗檻墻的不同房間豎向隔斷節點，

（7）玻璃幕墻的防火封堵系統應具備的基本性能要求是，在一般情況下，應具備伸縮變形能力、密封性能和持續耐久性能；在發生火災的情況下，要確保在既定的耐火時限標準之內，不產生開裂及脫落情況，保持玻璃幕墻的相對穩定。

（8）關于封堵系統的填充料，應采用耐火極限滿足設計標準的，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不低于10cm，確保填充的密實度符合要求。同時應采取有效措施避免密封不嚴和受潮變形。因此可設置符合耐火要求的保護層材料，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，如果防火封堵系統沒有和幕墻玻璃相隔離，當防火封堵系統傳熱超過玻璃的耐熱溫度時就會使玻璃碎裂。而保護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力也會使玻璃碎裂。因此，防火封堵系統的填充料和保護鋼板要與玻璃面板相互隔離，避免上述現象的發生。

⑩ 設計圖紙應經過審核審定后送有資質的審圖機構核準后方可出施工圖進行施工。

5 玻璃幕墻防火封堵施工要點

5.1 玻璃幕墻防火封堵施工前準備工作要點

① 嚴格按照玻璃幕墻設計圖紙組織施工。施工前應掌握幕墻圖紙的重要技術要求，對防火封堵系統的施工位置及節點要求進行充分領會。經過圖紙自審發現圖紙中的不符合規范或不合理問題，及時在圖紙會審中提出，以便及時得到解決。

② 由項目部技術人員編寫幕墻防火施工方案，并經項目部技術負責人進行審核，后送土建總包單位確認，最后送監理部門核準。

③ 由項目部施工技術人員負責對施工班組進行施工技術交底，明確施工難點、要點，確保玻璃幕墻防火封堵系統嚴格按照圖紙及現行規范進行施工。

④ 加強對防火材料質量的控制與管理，確保材料品種、規格、材質性能等符合設計要求并滿足耐火性能的需要。防火材料應有相應的產品合格證或質量保證書，防火密封膠除了應有產品合格證還應有法定檢驗機構的防火檢驗報告。

⑤ 把好材料驗收關，材料使用前，應先進行入庫檢驗合格的基礎上，填寫報驗單提前送監理方，監理部門經驗收合格簽署審核意見后方可進場使用。

5.2 玻璃幕墻防火封堵操作要點

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

核后方可進行防火封堵施工操作。

② 防火層的鍍鋅鋼板，應按圖紙設計要求，通常采用1.5mm厚度的鍍鋅鋼板，應根據現場的實際尺寸和圖形進行預加工，需作角度彎曲成形時應采用金屬板彎曲機彎曲成形。

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，另一邊緊靠主體結構的鋼筋混凝土梁、柱，方可固定牢靠，必要時采取增加角鋼以及緊固件等構件的方法來增強防火層與樓板的緊密程度。

④ 防火棉不能小于圖紙設計的厚度，通常10cm以上，防火棉可先采用鋁泊進行包裹，然后安裝在成形的鍍鋅鋼板里面，防火棉應填密實，檢查發現有不密實的空隙，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成密閉的防火系統，提高玻璃幕墻耐火極限。

6 結束語

我國《建筑設計防火規范》及《高層建筑設計防火規范》明確了玻璃幕墻防火封堵系統的基本要求和相關標準，要求幕墻設計單位重視幕墻的防火設計工作，務必按照規范的要求和標準進行設計，并對其設計責任負責。作為施工單位，應按照玻璃幕墻的施工圖紙與施工方案組織施工，嚴把材料質量關和施工質量關，對建設工程的施工質量負責。建設單位及監理部門應加強監管控制，對建設項目的質量安全負責。總之，建設、設計、施工、監理各方應各負其責，全面落實工程建設監、管、控工作，以防為主，杜絕安全隱患，確保生命財產安全。

[1]《建筑設計防火規范》GB50016－2014

[2]《建筑幕墻》GB/T21086-2007

[3]《玻璃幕墻工程技術規范》JGJ 102-2013.

[4]《玻璃幕墻工程質量檢驗標準》JGJ/T 139-2001.