建筑幕墻防火材料選擇及研究要點

鄧永明

（廈門能匠建設有限公司，福建 廈門 361000）

1 引言

幕墻是高層建筑的常見結構，具有透光性好、美觀等優勢。但是，近年來有關建筑幕墻的火災報道有所增加，由于使用幕墻的建筑更加開放，外部裝飾結構更加復雜，因此，建筑幕墻的防火性能受到了社會的廣泛關注。在很多建筑中，幕墻決定了建筑的風格、整體外觀，是建筑最主要的組成部分。目前，我國幕墻防火體系設計中一般采用相對被動的設計方式，雖然可以提升建筑的耐火和防火性能，保證建筑的外觀和舒適度，但相對而言，也存在一定的消防安全隱患。因此，在建筑幕墻設計中需要結合實際情況科學地選擇防火材料，提升材料的防火性能，滿足建筑安全的要求。

2 建筑幕墻防火分析

2.1 建筑幕墻火災危險性

2.1.1 火勢蔓延迅速建筑幕墻主要使用金屬和玻璃，以封閉式設計為主。由于使用的玻璃主要為鋼化玻璃和反射玻璃，導致耐火性較差，火災發生后有較大的危險性。如果出現火災，火勢會迅速擴大，而且由于一般采用全封閉結構，導致濃煙不能排出，容易影響建筑內部人員疏散，進一步增加火災的危險性。

2.1.2 人員疏散難度大

高層建筑人員相對比較密集，且建筑內部結構比較復雜，所以，人員疏散十分困難，火災救援難度比較高。室內人員較多時，疏散時會存在人流混亂的情況，很難準確找到安全通道。

2.2 建筑幕墻結構特點

建筑幕墻包括有框架和無框架兩種形式，主要使用鋁合金、玻璃、鋼等材料，其結構都具有相對獨立性，安裝過程中只需要與建筑主體結構相連即可。幕墻可根據需求靈活制作，而且隨著建筑向模塊化發展，可以大量使用半成品安裝，可提高建筑的經濟效益，也更有利于建筑的質量和效率控制。

3 建筑幕墻防火材料選擇對策

3.1 玻璃材料

目前，建筑幕墻以玻璃為主，玻璃的類型很多，不同類型的玻璃材料在防火性能和耐火性能上都有一定的區別。選擇玻璃材料時要考慮幕墻的結構，結合建筑設計理念和防火理念進行選擇。防火性較高的玻璃材料可在高溫環境下保持穩定結構，確保自身完整，并滿足隔熱要求。在建筑設計和施工中，可根據建筑的要求對所選擇的玻璃材料進行耐火性試驗，確定玻璃的耐火水平以及分析材料能否滿足建筑工程的實際需求。表1 是某建筑工程進行的玻璃材料耐火性測試結果。

表1 玻璃材料耐火性測試

在耐火等級較低的情況下，玻璃只具備普通的防火性能，而且很難滿足個人方面的需求；對于中等級的玻璃，一般都采用負荷材料制作，在防火性能和隔音效果上都相對較好，但價格也相對較高；使用高等級的玻璃材料，可以擁有較高的防火、隔音和耐火性能，可滿足安全和建筑整體隔音效果的要求，具有非常高的舒適度。工程施工建設中，可結合工程的特點和投資水平選擇合適的玻璃幕墻材料，獲取最佳效果。

3.2 鋁塑板材料

建筑幕墻使用的鋁塑板以阻燃性芯材為基礎，加上鋁板保護層構成，具有很強的防火特性，燃點較高，而且具有良好的隔音效果。使用鋁塑板材料相對玻璃材料的光污染更少，可降低建筑的光污染治理成本，所以，很多建筑會選擇鋁塑板建設建筑的幕墻結構，可有效控制光污染，還能提升建筑的美感，滿足建筑設計要求。相對玻璃材料，鋁塑板材料的密度更低，也能滿足建筑對硬度系數的要求，所以，在很多建筑工程施工中都使用了鋁塑板。但是，鋁塑板材料構成的幕墻經過長時間使用后會出現開膠和起鼓問題，必須對其進行階段性維修處理，否則將會導致結構受到破壞，而且防火性能嚴重降低。因此，選擇鋁塑板材料后，也要結合建筑結構制定材料管理計劃和幕墻維護計劃，定期進行幕墻維護，延長幕墻壽命，同時也能滿足防火性能的要求。

3.3 密封膠材料的選擇

針對防火需求的防火密封膠包括彈性密封膠和膨脹密封膠。彈性密封膠使用在建筑幕墻接縫位置可確保縫隙位置的防火功能；膨脹密封膠主要用于接縫位置的填塞處理，能夠實現對幕墻結構內部的電纜和線路的防火保護，在出現火災后可以起到隔離作用。使用高品質密封膠材料能滿足在位移方面的需求，同時防水能力也較強，可避免雨天出現滲水導致線路短路，發生火災。針對雷雨較多的地區，應優先選擇具有較強防水能力的密封膠，實現對雨水的阻隔，保證幕墻的穩定性和壽命。發生火災后，具有較強阻燃性的密封膠可以利用自身屬性限制火災的蔓延，還能控制煙塵發散，有利于保證建筑內人員的安全。為了確定密封膠材料的性能，需要在選擇和使用密封膠材料時采取必要的檢查和試驗，并檢查廠家的品控能力，全面掌握密封膠的信息，保證建筑幕墻的整體防火性能。

3.4 防火涂料的選擇

防火涂料也是建筑幕墻中的關鍵材料，可根據防火要求靈活使用防火涂料。防火涂料的種類很多，可根據幕墻材料的屬性和結構進行選擇，具有非常高的靈活性。建筑幕墻施工中的防火涂料主要為溶劑類涂料，一般在鋼結構表面涂抹，提升鋼結構的防火性能，其根據薄厚可以分為薄涂型和厚涂型。防火涂料的原理在于利用涂料建立起結構材料與外部空氣隔絕的屏障，使結構不會因氧氣的作用在高溫下燃燒。火災發生后，防火涂料也會在火災的作用下釋放惰性氣體，方便進行火勢的控制，并利用惰性氣體保護幕墻結構。部分防火涂料會受高溫的作用自動膨脹，形成隔熱膜，可降低火勢對建筑幕墻的破壞。特別是鋼材為基礎的幕墻，高溫下鋼結構會融化，通過使用防火涂料可以保證鋼結構在火災中保持穩定。

在工程中，不同厚度的防火涂料在性能和效果上存在明顯區別，施工人員要結合幕墻的結構位置、防火性能要求等選擇防火材料，并嚴格遵守施工規范流程進行施工，確保防火材料的有效覆蓋，發揮防火材料的作用，保證建筑幕墻結構的防火性能。不同厚度的防火涂料性能見表2。

表2 不同厚度的防火涂料性能

4 防火材料質量管理措施

4.1 建立物料管理平臺

為加強對施工現場材料的管理，應建立工程施工物料管理平臺，將所有的物料信息都錄入管理平臺，方便相關人員通過手機等方式查閱。管理平臺中的信息要包括材料的尺寸、名稱、種類、防火強度、驗收標準、檢測內容等，通過材料信息可指導管理人員對材料的核查以及施工人員選擇施工方法。所有幕墻面板都要粘貼二維碼，二維碼中包括幕墻供應商信息、幕墻面板材質、尺寸、生產日期、安裝位置、數量、檢測結果等，方便現場施工人員查詢幕墻的具體狀況并選擇施工方法，保證施工質量和滿足防火施工的要求。

4.2 結構粘結材料管理

結構粘結材料應能保持長時間穩定的粘結效果，在高溫情況下保持狀態穩定，避免粘結失效以及具備足夠的強度。幕墻施工中，不能為了控制成本選擇低價的白油膠，并且要強化對各類粘結劑的性能檢測，保證施工后的密封性，針對中空玻璃密封膠和結構膠中的白油膠也要加強狀態檢測，避免出現事故。施工單位采購時要查看結構膠的使用期限、出廠日期，同時施工中也要開展必要的自檢和專項檢查，重視對材料運輸、存貯中的品質管理，而且現場需要堅持先入場材料先使用的原則。使用結構膠材料之前應現場取樣并檢測，在確保相容性、粘結性能滿足規定后才能投入使用。

5 建筑幕墻防火要點

5.1 強化施工前的準備

針對幕墻施工，需要在施工之前進行嚴格的施工準備工作，特別要進行防火材料的檢查，如果發現材料存在質量和性能方面的問題，要及時向上通報并進行更換，避免不合格材料被應用到工程中，導致建筑幕墻的結構穩定性和防火性能下降。針對防火材料儲存區域應進行嚴格控制，做好不同材料之間的分類和隔離，保證現場的整潔度，防止材料出現破損或者由于現場污染導致材料變質，最終影響材料的防火性能。材料在運輸、裝卸和搬運時，也要根據先后順序開展工作，必須在施工現場選擇專業設備負責上述工作，防止材料由于磕碰導致損壞或出現變形問題，避免對建筑幕墻的正常施工產生影響。

5.2 檢查窗洞口封堵

幕墻施工中需要注意進行各個位置密封性的檢測工作，其中窗洞口的封堵性能需要進行重點檢查。施工中應選擇合適的窗洞口位置，嚴格計算各窗洞口之間的距離，方便幕墻防火層施工和設計。對于無面墻類型的建筑，應保證對襯板處防火層的全面設計，也要確定窗洞口封堵狀況，合理進行幕墻結構設計，保證封堵等位置的質量可以全面滿足防火要求，這樣不僅能夠提升防火層的穩定性，也能滿足對防火層功能方面的要求。

5.3 防火系統科學設計

利用合理的設計能夠確保建筑幕墻系統結構的穩定性，利用結構提升幕墻的防火能力，可以更有效地發揮材料的性能并減少材料消耗。為此，需要明確幕墻防火設計的標準和目的，根據建筑需求確定是否使用兩道防火層，給建筑整體設置雙重防護。在轉接件的設計中，應分析計算建筑幕墻、主體結構的具體方位，并保證轉接位置在防火材料的內側，在火災發生后，通過防火材料可實現對轉接件的保護，避免火災導致轉接件性能嚴重受損，確保幕墻結構在火災中保持穩定狀態。設計防火節點時要進行建筑工程的數字模擬，分析結構的隔水性、耐煙性等，并保證結構在1h內保持穩定結構，滿足防火性能要求。

5.4 使用水循環冷卻系統

水循環系統起到帶走熱量的作用，利用水循環系統的水也能阻止飛火竄入建筑，控制由于熱輻射導致的火災蔓延。幕墻結構中加入水循環系統，在火災發生后可降低幕墻的溫度，控制火勢發展，使建筑幕墻結構具有更高的耐熱性。可以在鋼結構中加設水循環冷卻系統，在火災發生后，冷卻水可以帶走傳遞給鋼結構的熱量，減少高溫對鋼結構的影響，避免鋼結構融化導致建筑坍塌。

5.5 施工后做好防火驗收工作

幕墻施工結束后，需要對建筑工程整體施工質量進行檢驗，并嚴格開展幕墻防火性能的驗收工作，如果存在防火施工質量不合格的情況，需要針對問題進行處理。對于施工與設計圖紙之間存在較大偏差的情況，應針對偏差的原因進行追溯分析，結合當前結構制定整改措施，實現對結構的優化。

6 結語

幕墻已成為高層建筑的主要結構，在應用幕墻結構時需要重視對防火技術和防火材料的使用，保證幕墻結構的防火性能，確保建筑安全。應根據建筑的防火需求做好對幕墻結構的設計，結合結構的防火要求選擇和使用防火材料和防火技術，做好防火施工驗收工作，確保結構施工質量滿足工程施工建設需求。