淺談高層建筑幕墻防火設計要點

【摘 要】本文針對建筑幕墻工程意外發生火災的特點，闡述了建筑幕墻的防火設計及相關防火材料的選擇。

【關鍵詞】高層建筑；幕墻；防火材料

隨著我國國力的強盛、城市大規模建設的需要，一批批高層建筑、超高層建筑拔地而起，對這些建筑來說，維護結構采用傳統的磚墻顯然不能適應，混凝土墻體則因其過于笨重而日顯劣勢，唯有輕鋼結構配以玻璃幕墻成為最佳選擇。玻璃幕墻以其晶瑩剔透、輕巧美觀、耐候性好、密封性佳、安裝方便、維護簡便等諸多優點而在高層建筑上迅速崛起，獨領風騷。

1 高層建筑幕墻防火設計

幕墻是建筑外圍護墻的一種形式。常見的幕墻有玻璃幕墻、金屬板幕墻、石材幕墻和輕質鋼筋混凝土墻板幕墻、塑料板幕墻等類型。高層建筑發生火災蔓延很快，如果防火設計處理不好，就好像一座高聳的煙囪，成為火勢迅速傳播的途徑。

幕墻的防火，設計要先行，設計是前提是基礎。幕墻的防火設計必須要遵循“預防為主，消防結合”的方針。幕墻設計人員要掌握《高層民用建筑設計防火規范》GB50045、《建筑設計防火規范》GB50016、《玻璃幕墻工程技術規范》JGJ102、《金屬與石材幕墻工程技術規范》JGJ133，要熟悉和理解國家的強制性標準和行業標準中關于幕墻防火的設計、施工、材料等要求。這些標準都是用血的教訓和經驗積累起來的，必須爛熟于心。所以防火設計應做到：

1.1 明確設計責任。建筑設計單位主要應考慮幕墻工程的防火、防雷、光環境污染和連接預埋件的結構安全等因素，并對建筑幕墻工程提出具體設計要求并負相應的設計責任。幕墻設計單位應具備相應的專業設計資質，嚴格按照有關規范和相關標準及制度對幕墻防火方面的選材、節點、細部構造進行設計。

1.2 建筑幕墻的設置、層數、長度、面積和防火分區、防火間距及建筑幕墻的防火節點的耐火極限要求等應符合《建筑設計防火規范》和《高層民用建筑設計防火規范》。

1.3 建筑幕墻作為外圍護構件要求密封性好，尤其是玻璃幕墻其開啟部分面積要求不宜大于幕墻墻面面積的15%，且開啟部分宜采用上懸結構，開啟角度不宜大于15度。所以，以建筑幕墻為外圍護結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結合考慮。

1.4 設計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，這樣幕墻的主桿件才可以與建筑物主體可靠連接，防火區才得以封閉。幕墻的立柱和橫梁一定要力求與主體結構的柱、梁、墻、樓板位置相一致，盡可能的避免交叉，避免出現一塊玻璃跨越兩個防火分區。這樣防火分區才能易于實現封閉。

1.5 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的不燃燒實體裙樓；或在幕墻內側每層設間距<=2m的自動噴水噴頭。

1.6 玻璃幕墻與每層樓板、隔培處的縫隙，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。

1.7 防火層的厚度和寬度應根據防火材料的耐火極限來決定。防火層應采用隔離措施。防火層的板應采用經防腐處理且厚度不小于1.5mm的耐熱鋼板，不得采用鋁板。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。

2 幕墻防火材料的選擇

建筑幕墻的主要材料均為不燃或難燃性材料，但是在耐火極限上有區別。

2.1 幕墻的金屬結構框架多為鋁合金型材或鋼型材，均為不燃燒材料。現在行業內有提倡使用鋼龍骨幕墻的提法，原因是鋼型材的耐火極限高于鋁合金型材，而且強度、剛度也遠遠高于鋁合金型材。如果將鋼型材進行防火處理后，再對其裝飾表面進行噴涂，會有很好的效果。特別是對防火有相對要求的建筑空間，應優先考慮。

2.2 對有防火要求的幕墻，可按防火等級選用防火玻璃。當火災發生時，單片防火玻璃遇火幾分鐘后，化學鋼化層能夠阻止蔓延和傳遞，起到防火保護作用；兩層或多層復合防火玻璃，在遇火后，灌注固化在防火玻璃中間的防火膠粘劑，大量地吸收火焰中的熱量，而發泡膨脹，同時變成不透明的白色，從而阻止迎火面火焰的熱輻射向玻璃的背面傳遞。在此過程中玻璃保持完整，形成一個可以阻隔火焰、煙霧、熱量和燃燒產生毒氣擴散和蔓延的屏障。

2.3 鋁塑板作為外墻裝飾材料在中國使用已近20年，鋁單板和鋁塑板的優勢是色彩豐富，并且可以任意調色，容易滿足設計要求，容易彎折造型，而且重量輕加工方便，有輕盈靚麗之感。缺點就是燃點低，聚乙烯芯材的燃點只有300℃，鋁面層的燃點在550℃。所以在一定的火源量和火溫條件下極易形成快速蔓延燃燒的火勢，所以鋁板和鋁塑板是經不起這種烈火的烤煉。建筑裝飾中應該選擇防火鋁塑板。但應該注意的是，防火鋁塑板僅可以做裝飾材料使用，能在一定程度上起到防火作用，然而火災一旦發生，它的耐火性能就不能滿足較高消防的需求。所以防火鋁塑板不可以作為具有耐火極限要求的建筑構件材料使用。

2.4 防火封修的設計。由于幕墻安裝的連接特點，幕墻與每層樓板（垂直方向）及房間隔墻（水平方向）之間縫隙相當大，有的甚至達到150~300mm。這些間隙必須按照建筑物防火極限的要求進行防火封修設計。對防火有特別要求的建筑，更應該對每個防火分區的垂直、水平各方向上的封修進行構造節點設計。如防火層托板必須采用經過防腐處理且厚度不小于1.5mm的鋼板，而不得采用鋁板；防火層密封材料應采用有法定檢測機構防火檢測報告的防火密封膠等。這樣既可以阻止火災的蔓延，又可以增強每個建筑空間之間的隔音效果，是幕墻防火設計不可忽略的部分。而防火封修層的厚度應根據防火材料的耐火極限來決定。

近年來，由于許多建筑、設計、施工單位，片面追求低成本、高效率，使得設計不合理、施工不符合防火規范、施工材料選用不當，由此引發的火災或帶來的火災隱患已成為建筑幕墻工程中不可忽視和亟待解決的重要問題。材料防火，系統防火才是根本的根本，安全意識是關鍵。同時，為了避免類似的悲劇重演，為了兼顧節能、防火安全的需要，政府有控制和淘汰落后的節能產品技術，以及即時推廣應用節能節材、安全防火的新技術、新材料、新工藝的重要使命。

參考文獻：

[1]韓偉：從CCTV火災談建筑幕墻的防火設計——2008遼寧省裝飾行業設計年鑒遼寧省建筑裝飾行業交流研討文集

[2]程新明：沈陽皇朝萬鑫大火分析有感

[3]公安部住房和城鄉建設部公通字[2009]46號文件——民用建筑外保溫系統及外墻裝飾防火暫行規定