建筑幕墻防火設(shè)計常見的問題及解決方案

謝得亮

【摘要】六年多來，在深圳地區(qū)建筑幕墻的施工圖強制性審查過程中，發(fā)現(xiàn)有較多建筑幕墻的防火設(shè)計不符合相關(guān)規(guī)范的要求。本文針對建筑幕墻施工圖設(shè)計與相關(guān)防火規(guī)范要求不相符等常見問題，進(jìn)行歸分析、歸納、總結(jié)，并提出相應(yīng)的注意要點或解決方案。

【關(guān)鍵詞】防火玻璃墻; 實體墻; 層間防火封堵; 隔墻防火封堵;自然排煙窗

1.引言

《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50016-2014，自2015年5月1日起開始實施，對幕墻的防火封堵等，作了比較嚴(yán)格的規(guī)定，該規(guī)范2018年又作了修訂。

在幕墻施工圖設(shè)計中，經(jīng)常出現(xiàn)防火玻璃幕墻設(shè)計不符合要求，不燃性實體墻高度不滿足規(guī)范要求，層間防火封堵不規(guī)范，沒有做幕墻與室內(nèi)隔墻處防火封堵或封堵不符合規(guī)范要求，消防救援窗的設(shè)置不符合規(guī)范要求，屋頂采光頂棚龍骨沒按規(guī)范要求做防火涂料處理等。

與建筑幕墻防火有關(guān)的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)等主要有：《建筑設(shè)計防火規(guī)范》50016-2014（2018年版）、《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB51251-2017 、《建筑防火封堵應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》CECS：2003、《建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)范》GB51249-2017、《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料》GB14907-2002、 “建筑高度≥250m民用建筑防火設(shè)計加強性要求”（公安部的公消[2018]57號文，2018年4月19日發(fā)布并實施）、《建筑設(shè)計防火規(guī)范》50016-2014圖示13J811-1改、《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ102-2003、《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ133-2001等。

2.建筑幕墻常見的防火設(shè)計問題

2.1防火玻璃墻設(shè)計的問題

2.1.1規(guī)范條文

2.1.1.1《建筑設(shè)計防火規(guī)范》第5.3.2強制性條文（抄摘）：建筑內(nèi)設(shè)置中庭時，其防火分區(qū)建筑面積應(yīng)按上、下層相連通的建筑面積疊加計算，當(dāng)疊加計算后的建筑面積大于本規(guī)范第5.3.1條規(guī)定時，應(yīng)符合下列規(guī)定：

與周圍連通空間應(yīng)進(jìn)行防火封堵：采用防火隔墻時，其耐火極限不應(yīng)低于1.00h;采用防火玻璃墻時，其耐火隔熱性和耐火完整性不應(yīng)低于1.00h;采用耐火完整性不低于1.00h的非隔熱防火玻璃墻時，應(yīng)設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù);采用防火卷簾時，其耐火極限不應(yīng)低于3.00h，并應(yīng)符合本規(guī)范第6.5.3條的規(guī)定;與中庭相連通的門、窗，應(yīng)采用火災(zāi)時能自行關(guān)閉的甲級防火門、窗。

2.1.1.2《建筑設(shè)計防火規(guī)范》第5.3.6條（抄摘）：餐飲、商店等商業(yè)設(shè)施通過有頂棚的步行街連接，且步行街兩側(cè)的建筑需要利用步行街進(jìn)行安全疏散時，應(yīng)符合下列規(guī)定：步行街兩側(cè)建筑的商鋪，其面向步行街一側(cè)的圍護(hù)構(gòu)件的耐火極限不應(yīng)低于1.00h，并宜采用實體墻，其門、窗應(yīng)采用乙級防火門、窗;當(dāng)采用防火玻璃墻（包括門、窗）時，其耐火隔熱性和耐火完整性不應(yīng)低于1.00h;當(dāng)采用耐火完整性不低于1.00h的非隔熱防火玻璃墻（包括門、窗）時，應(yīng)設(shè)置閉式自動噴水滅火系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。相鄰商鋪之間面向步行街一側(cè)應(yīng)設(shè)置寬度不小于1.0m、耐火極限不低于1.00h的實體墻。

2.1.2防火玻璃墻設(shè)計的常見問題

以上規(guī)范條文，要求設(shè)置防火玻璃墻，但防火玻璃墻的設(shè)計，常存在如下典型問題：

a.防火玻璃墻采用鋁合金龍骨;

b.在無設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)的情況下，采用不具備隔熱功能的單片防火玻璃;

c.采用普通的化學(xué)錨栓作為后埋件錨固;

d.鋼立柱采用座立承壓受力模式，且沒有經(jīng)過受火驗算;

e.采用三元乙丙等普通膠條作為密封膠條，并采用普通密封膠進(jìn)行密封。

2.1.3防火玻璃墻設(shè)計常見問題的注意要點及解決方案

a.采用有型式報告的鋼框架，采用預(yù)埋件或?qū)Υ┞菟ǖ葯C械錨固件固定鋼立柱;

b.在無設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)時，應(yīng)采用具有耐火隔熱性和耐火完整性滿足規(guī)范要求，且具有型式報告的復(fù)合防火玻璃;

c.在有設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)時，可采用僅有耐火完整性滿足規(guī)范要求，且具有型式報告的單片防火玻璃;

d.應(yīng)采用具有防火且遇火膨脹功能的防火密封膠條及防火密封膠。

2.2建筑幕墻的層間實體墻高度問題

2.2.1規(guī)范條文

《建筑設(shè)計防火規(guī)范》第6.2.5強制性條文（抄摘）：除本規(guī)范另有規(guī)定外，建筑外墻上、下層開口之間應(yīng)設(shè)置高度不小于1.2m的實體墻或挑出寬度不小于1.0m、長度不小于開口寬度的防火挑檐;當(dāng)室內(nèi)設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)時，上、下層開口之間的實體墻高度不應(yīng)低于0.8m。當(dāng)上、下層開口之間設(shè)置實體墻確有困難時，可設(shè)置防火玻璃墻，但高層建筑的防火玻璃墻的耐火完整性不應(yīng)低于1.00h，多層建筑的防火玻璃墻的耐火完整性不應(yīng)低于0.50h。外窗的耐火完整性不應(yīng)低于防火玻璃墻的耐火完整性。

2.2.2層間實體墻設(shè)計的常見問題

a.層間防火節(jié)點類型A，混凝土梁高度不滿足規(guī)范要求，采用鍍鋅鋼板+100mm厚防火巖棉的做法，難以滿足規(guī)范的耐火完整性要求;

b.層間防火節(jié)點類型B，樓板外挑較長。采用鍍鋅鋼板+100mm厚防火巖棉的做法，難以滿足規(guī)范的耐火完整性要求;

c.《建筑設(shè)計防火規(guī)范》50016-2014圖示13J811-1改第6.2條所對應(yīng)圖示存在的問題。如下圖示，在玻璃幕墻上設(shè)置防火玻璃墻，圖集中也注明了防火完整性為a（高層建筑a≥1.00h，高層建筑a≥0.50h。因為防火玻璃設(shè)置在玻璃幕墻上，此處的耐火完整性要求的，不僅僅是防火玻璃構(gòu)造，還包括此處的玻璃幕墻的龍骨耐火性，如下圖所示：

2.2.3層間實體墻高度不夠的解決方案

2.2.3.1對于混凝土梁高度不滿足規(guī)范要求，應(yīng)補夠規(guī)范要求的0.8m（室內(nèi)有設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)），除了規(guī)范所講的防火玻璃做法，還有多種常見做法，不同的做法，均采用獨立的輕鋼龍骨垂吊混凝土梁下，如下層間防火節(jié)點附圖A1、A2、A3：

《建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)范》GB51249-2017的3.1條文也有類似的規(guī)定。

2.5.2采光頂棚承重鋼梁設(shè)計的常見問題

采光頂棚承重鋼梁設(shè)計沒有明確承重鋼梁等的耐火極限要求。

2.5.3采光頂棚承重鋼梁設(shè)計的防火問題解決方案

幕墻設(shè)計時，應(yīng)按照建筑及結(jié)構(gòu)設(shè)計要求，以及《建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)范》GB51249-2017的3.1.4條文要求，應(yīng)注明建筑的耐火等級、構(gòu)件的設(shè)計耐火極限、構(gòu)件的防火保護(hù)措施、防火材料的性能要求及設(shè)計指標(biāo)。防火涂料的選用應(yīng)符合《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料》GB14907-2002等的要求。

2.6高度≥250m民用建筑的幕墻防火問題

2.6.1相關(guān)條文

a.第八.3條：在避難區(qū)對應(yīng)位置的外墻處不應(yīng)設(shè)置幕墻。條文解釋為方便對避免區(qū)域展開救援，方便特殊情況下，救援人員直接進(jìn)入避難層開辟陣地。同時，防止火勢和煙氣通過幕墻內(nèi)的空腔進(jìn)入避難區(qū)，提高避難層的防火安全性;

b.第九條 在建筑外墻上、下層開口之間應(yīng)設(shè)置高度不小于1.5m的不燃性實體墻，且在樓板上的高度不應(yīng)小于0.6m;當(dāng)采用防火挑檐替代時，防火挑檐的出挑寬度不應(yīng)小于1.0m、長度不應(yīng)小于開口的寬度兩側(cè)各延長0.5m。

2.6.2設(shè)計存在的問題

a.第八.3條的條文解釋為，在避難區(qū)對應(yīng)位置的外墻處，設(shè)置了玻璃百葉或鋁合金百頁，雖不是玻璃幕墻，但其性質(zhì)和玻璃幕墻相近，不利于救援;

b.樓板上的實體墻高度不滿足0.6m的要求。

2.6.3解決方案

a.以上第八.3條的條文解釋，對避難區(qū)域展開救援，方便特殊情況下，救援人員直接進(jìn)入避難層開辟陣地。建筑師應(yīng)領(lǐng)會并掌握該條文的要求進(jìn)行建筑設(shè)計，幕墻設(shè)計師在建筑設(shè)計的基礎(chǔ)上再進(jìn)行深化設(shè)計。怎樣做到符合該條文要求而要達(dá)到建筑美觀，則需要建筑師和幕墻設(shè)計師的智慧;

b.樓板上的實體墻高度應(yīng)滿足0.6m的要求。在樓板上設(shè)置0.6m實體墻確有困難時，應(yīng)與當(dāng)?shù)叵啦块T充分溝通并充分論證后，且經(jīng)過相關(guān)的耐火試驗后，方可采用防火玻璃墻等設(shè)置來代替0.6m實體墻。

2.7建筑幕墻的消防排煙問題

2.7.1規(guī)范條文

a在需要考慮自然排煙的房間，自然排煙窗的高度，應(yīng)符合窗的高度《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB51251-2017的4.3.3條（抄摘），自然排煙窗（口）應(yīng)設(shè)置在排煙區(qū)域的頂部或外墻，并應(yīng)符合下列要求：

a.當(dāng)設(shè)置在外墻上時，自然排煙窗（口）應(yīng)在儲煙窗以內(nèi)，但走道、室內(nèi)空間凈高不大于3m的區(qū)域的自然排煙窗（口）可設(shè)置在室內(nèi)凈高的1/2以上;

b.自然排煙窗（口）的開啟形式，應(yīng)有利于火災(zāi)煙氣的排出;

c.當(dāng)房間面積不大于200m2時，自然排煙窗（口）的開啟方向可不限;

d.《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB51251-2017的4.3.5條，規(guī)定了懸窗、推拉窗、平開窗、外平推窗、百葉窗等自然排煙窗的開啟有效面積。規(guī)范有規(guī)定懸窗的有效開啟面積，當(dāng)開啟角度大于70度時，其有效面積按照窗的面積計算;當(dāng)開啟角度小于70度時，其有效面積按照窗最大開啟時的水平投影面積計算。

2.7.2設(shè)計存在的問題

a.是否可以利用幕墻的開啟扇作為自然排煙窗？

b.上懸窗是否可以作為自然排煙窗？其有效面積如何計算？

2.7.3解決方案

a.在必須考慮自然排煙的房間，可利用幕墻的開啟扇作為自然排煙窗，但幕墻開啟扇位置、開啟方式及有效面積，應(yīng)符合規(guī)范的要求;

b.規(guī)范有規(guī)定懸窗可以作為自然排煙窗，按照理解，懸窗包括上懸外開窗、下懸外開窗、中懸外開窗，還有內(nèi)開懸窗。內(nèi)開懸窗不利于火災(zāi)煙氣的排出，不宜作為自然排煙窗。上懸外開窗，是否可作為自然排煙窗？按照規(guī)范要求，當(dāng)上懸外開窗開啟角度大于70度，其自然排煙窗的面積按照窗的面積計算;當(dāng)上懸外開窗的較小時，如小于45度，因其開啟方式不利于火災(zāi)煙氣的排出，如采用開啟角度較小的上懸外開窗作為自然排煙窗，應(yīng)與當(dāng)?shù)叵啦糠殖浞譁贤ê?，確認(rèn)可以使用并確認(rèn)自然排煙窗的有效面積計算方式后，再進(jìn)行設(shè)計及施工。房間面積不大于200m2時，自然排煙窗（口）的開啟方向可不限，但仍建議慎用開啟角度較小的上懸外開窗作為自然排煙窗。

2.8幕墻防火封堵等存在的疑問及個人觀點

建筑幕墻的防火封堵，在實際設(shè)計中，仍有一些不太明確的地方，現(xiàn)列舉如下，并提出個人觀點：

2.8.1玻璃幕墻與樓梯間位置的縫隙是否應(yīng)做防火防煙封堵？

樓梯間位置，上下屬于連通的空間，按理，玻璃幕墻與樓梯間位置的縫隙處做防火防煙封堵，沒有什么實際作用，但《建筑防火封堵應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》CECS：2003的4.1.1強制性條文：建筑物內(nèi)的建筑縫隙必須采用防火封堵材料封堵。個人認(rèn)為，玻璃幕墻與樓梯間位置的縫隙處，應(yīng)做防火防煙封堵。

2.8.2單元式或框支式玻璃幕墻兩立柱間的封閉空間是否應(yīng)做層間防火封堵？

在單元式或框支式玻璃幕墻，通常的層間防火封堵，一般只做到鋁合金橫梁后側(cè)，而雙立柱形成的封閉空間內(nèi)，并沒有做層間的防火封堵。雙立柱節(jié)點如下圖：

以上節(jié)點圖中，雙立柱的間距為300mm，雙立柱的室內(nèi)側(cè)采用室內(nèi)裝修用的石膏板封堵，在雙立柱的靠近前側(cè)采用3mm單層鋁板加50mm厚A級保溫棉。

對框支式玻璃幕墻而言，室內(nèi)封修用的石膏板并不具備防火功能，3mm單層鋁板也不具備防火功能，單層鋁板+50mm厚A級保溫棉的做法，對高層建筑而言，也難以滿足1.00h的耐火完整性要地求。個人認(rèn)為，在雙柱的空腔內(nèi)以及外裝飾條腔體內(nèi)，應(yīng)設(shè)置層間防火封堵，以避免產(chǎn)生煙囪效應(yīng)，避免火災(zāi)向上蔓延。

對單元式玻璃幕墻而言，其構(gòu)造與框支式相近，但單元式玻璃幕墻，一般地，鋁合金橫梁與立柱的截面進(jìn)出位尺寸與立柱一樣，上下單元板塊隔開，對防火稍為好些，但個人認(rèn)為，單元式玻璃幕墻也應(yīng)在雙柱的空腔內(nèi)，設(shè)置層間防火封堵，以避免火情通過雙立柱空腔，進(jìn)入上一層的空間。

2.8.3帶有內(nèi)墻的石材幕墻及鋁板幕墻，是否需要做層間防火封堵？

石材幕墻及鋁板幕墻上窗戶的位置有不同的情況：（1）窗戶位于內(nèi)墻墻體范圍內(nèi)，實體墻的高度滿足規(guī)范要求，且窗戶周邊已做好防火封堵;（2）窗戶位于內(nèi)墻與外幕墻之間，實體墻的高度滿足規(guī)范要求，窗戶周邊已做好可靠的防火封堵。個人認(rèn)為，如果幕墻材料為不燃性材料，則此石材及鋁板幕墻是否做防火封堵，對建筑的防火并沒有多大影響。按照《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ133-2001的4.4.1條，寫了防火的要求，但沒有詳細(xì)的指導(dǎo)，個人認(rèn)為，宜每兩層設(shè)置防火防煙封堵。

2.8.4玻璃板塊是否可以跨過兩個防火分區(qū)？

《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ102-2003的4.4.12條，同一幕墻玻璃單元，不宜跨越建筑物的兩個防火分區(qū)。這里的兩個防火分區(qū)，包括上下防火分區(qū)和水平面的防火分區(qū)，規(guī)范雖然使用了“不宜”，但消防設(shè)計及驗收，都是執(zhí)行從嚴(yán)原則，一般地，同一幕墻玻璃單元，不應(yīng)跨越建筑物的兩個防火分區(qū)。

2.8.5公寓、宿舍的陽臺門非打開狀態(tài)的玻璃寬度小于1.0m，是否可以作為消防救援窗口？

公寓、宿舍的消防防火屬性，屬于公共建筑，須按規(guī)范設(shè)置消防救援窗口。陽臺已為救援人員提供了登錄且暫時停留的必要條件，在陽臺門關(guān)閉狀態(tài)，玻璃凈寬為0.8m-1.0m（參照粵公通[2014]13號文）時，采用非夾膠玻璃的公寓、宿舍的陽臺門，救援人員可以破碎玻璃，進(jìn)入室內(nèi)進(jìn)行救援等相關(guān)工作。即玻璃凈寬為0.8m-1.0m的非夾膠玻璃的公寓、宿舍的陽臺門，個人認(rèn)為，可作為消防救援窗口。

3.小結(jié)

建筑消防防火安全，是建筑設(shè)計的重中之重，一旦火災(zāi)，危害巨大，后果非常嚴(yán)重。建筑幕墻的防火設(shè)計，其設(shè)計的依據(jù)是《建筑設(shè)計防火規(guī)范》等相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，要按行的規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)很多，要考慮的因素很多，且建筑幕墻形式較多，難以千篇一律?，F(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等對建筑幕墻的防火條文，難以作出全面且詳細(xì)的規(guī)定、要求，建筑消防驗收是非常嚴(yán)格的，建筑幕墻的防火設(shè)計，一定要執(zhí)行從嚴(yán)原則。因水平所限，本文難免有不妥之處，懇請指正。

參考文獻(xiàn)

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

[8]公安部的公消[2018]57號文等。

【中圖分類號】TU228

【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B

【文章編號】1671-3362（2019）07-0057-05