建筑幕墻防火設計常見的問題及解決方案

謝得亮

【摘要】六年多來，在深圳地區建筑幕墻的施工圖強制性審查過程中，發現有較多建筑幕墻的防火設計不符合相關規范的要求。本文針對建筑幕墻施工圖設計與相關防火規范要求不相符等常見問題，進行歸分析、歸納、總結，并提出相應的注意要點或解決方案。

【關鍵詞】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

《建筑設計防火規范》GB50016-2014，自2015年5月1日起開始實施，對幕墻的防火封堵等，作了比較嚴格的規定，該規范2018年又作了修訂。

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

與建筑幕墻防火有關的規范、標準等主要有：《建筑設計防火規范》50016-2014（2018年版）、《建筑防煙排煙系統技術標準》GB51251-2017 、《建筑防火封堵應用技術規程》CECS：2003、《建筑鋼結構防火技術規范》GB51249-2017、《鋼結構防火涂料》GB14907-2002、 “建筑高度≥250m民用建筑防火設計加強性要求”（公安部的公消[2018]57號文，2018年4月19日發布并實施）、《建筑設計防火規范》50016-2014圖示13J811-1改、《玻璃幕墻工程技術規范》JGJ102-2003、《金屬與石材幕墻工程技術規范》JGJ133-2001等。

2.建筑幕墻常見的防火設計問題

2.1防火玻璃墻設計的問題

2.1.1規范條文

2.1.1.1《建筑設計防火規范》第5.3.2強制性條文（抄摘）：建筑內設置中庭時，其防火分區建筑面積應按上、下層相連通的建筑面積疊加計算，當疊加計算后的建筑面積大于本規范第5.3.1條規定時，應符合下列規定：

與周圍連通空間應進行防火封堵：采用防火隔墻時，其耐火極限不應低于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，應設置自動噴水滅火系統進行保護;采用防火卷簾時，其耐火極限不應低于3.00h，并應符合本規范第6.5.3條的規定;與中庭相連通的門、窗，應采用火災時能自行關閉的甲級防火門、窗。

2.1.1.2《建筑設計防火規范》第5.3.6條（抄摘）：餐飲、商店等商業設施通過有頂棚的步行街連接，且步行街兩側的建筑需要利用步行街進行安全疏散時，應符合下列規定：步行街兩側建筑的商鋪，其面向步行街一側的圍護構件的耐火極限不應低于1.00h，并宜采用實體墻，其門、窗應采用乙級防火門、窗;當采用防火玻璃墻（包括門、窗）時，其耐火隔熱性和耐火完整性不應低于1.00h;當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，應設置閉式自動噴水滅火系統進行保護。相鄰商鋪之間面向步行街一側應設置寬度不小于1.0m、耐火極限不低于1.00h的實體墻。

2.1.2防火玻璃墻設計的常見問題

以上規范條文，要求設置防火玻璃墻，但防火玻璃墻的設計，常存在如下典型問題：

a.防火玻璃墻采用鋁合金龍骨;

b.在無設置自動噴水滅火系統進行保護的情況下，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行密封。

2.1.3防火玻璃墻設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，采用預埋件或對穿螺栓等機械錨固件固定鋼立柱;

b.在無設置自動噴水滅火系統時，應采用具有耐火隔熱性和耐火完整性滿足規范要求，且具有型式報告的復合防火玻璃;

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

d.應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規范條文

《建筑設計防火規范》第6.2.5強制性條文（抄摘）：除本規范另有規定外，建筑外墻上、下層開口之間應設置高度不小于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;當室內設置自動噴水滅火系統時，上、下層開口之間的實體墻高度不應低于0.8m。當上、下層開口之間設置實體墻確有困難時，可設置防火玻璃墻，但高層建筑的防火玻璃墻的耐火完整性不應低于1.00h，多層建筑的防火玻璃墻的耐火完整性不應低于0.50h。外窗的耐火完整性不應低于防火玻璃墻的耐火完整性。

2.2.2層間實體墻設計的常見問題

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

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

c.《建筑設計防火規范》50016-2014圖示13J811-1改第6.2條所對應圖示存在的問題。如下圖示，在玻璃幕墻上設置防火玻璃墻，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范要求，應補夠規范要求的0.8m（室內有設置自動噴水滅火系統），除了規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，如下層間防火節點附圖A1、A2、A3：

《建筑鋼結構防火技術規范》GB51249-2017的3.1條文也有類似的規定。

2.5.2采光頂棚承重鋼梁設計的常見問題

采光頂棚承重鋼梁設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計的防火問題解決方案

幕墻設計時，應按照建筑及結構設計要求，以及《建筑鋼結構防火技術規范》GB51249-2017的3.1.4條文要求，應注明建筑的耐火等級、構件的設計耐火極限、構件的防火保護措施、防火材料的性能要求及設計指標。防火涂料的選用應符合《鋼結構防火涂料》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相關條文

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

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

2.6.2設計存在的問題

a.第八.3條的條文解釋為，在避難區對應位置的外墻處，設置了玻璃百葉或鋁合金百頁，雖不是玻璃幕墻，但其性質和玻璃幕墻相近，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，對避難區域展開救援，方便特殊情況下，救援人員直接進入避難層開辟陣地。建筑師應領會并掌握該條文的要求進行建筑設計，幕墻設計師在建筑設計的基礎上再進行深化設計。怎樣做到符合該條文要求而要達到建筑美觀，則需要建筑師和幕墻設計師的智慧;

b.樓板上的實體墻高度應滿足0.6m的要求。在樓板上設置0.6m實體墻確有困難時，應與當地消防部門充分溝通并充分論證后，且經過相關的耐火試驗后，方可采用防火玻璃墻等設置來代替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，應符合窗的高度《建筑防煙排煙系統技術標準》GB51251-2017的4.3.3條（抄摘），自然排煙窗（口）應設置在排煙區域的頂部或外墻，并應符合下列要求：

a.當設置在外墻上時，自然排煙窗（口）應在儲煙窗以內，但走道、室內空間凈高不大于3m的區域的自然排煙窗（口）可設置在室內凈高的1/2以上;

b.自然排煙窗（口）的開啟形式，應有利于火災煙氣的排出;

c.當房間面積不大于200m2時，自然排煙窗（口）的開啟方向可不限;

d.《建筑防煙排煙系統技術標準》GB51251-2017的4.3.5條，規定了懸窗、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。規范有規定懸窗的有效開啟面積，當開啟角度大于70度時，其有效面積按照窗的面積計算;當開啟角度小于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，應符合規范的要求;

b.規范有規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，還有內開懸窗。內開懸窗不利于火災煙氣的排出，不宜作為自然排煙窗。上懸外開窗，是否可作為自然排煙窗？按照規范要求，當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，應與當地消防部分充分溝通后，確認可以使用并確認自然排煙窗的有效面積計算方式后，再進行設計及施工。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，在實際設計中，仍有一些不太明確的地方，現列舉如下，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《建筑防火封堵應用技術規程》CECS：2003的4.1.1強制性條文：建筑物內的建筑縫隙必須采用防火封堵材料封堵。個人認為，玻璃幕墻與樓梯間位置的縫隙處，應做防火防煙封堵。

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，而雙立柱形成的封閉空間內，并沒有做層間的防火封堵。雙立柱節點如下圖：

以上節點圖中，雙立柱的間距為300mm，雙立柱的室內側采用室內裝修用的石膏板封堵，在雙立柱的靠近前側采用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。個人認為，在雙柱的空腔內以及外裝飾條腔體內，應設置層間防火封堵，以避免產生煙囪效應，避免火災向上蔓延。

對單元式玻璃幕墻而言，其構造與框支式相近，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，但個人認為，單元式玻璃幕墻也應在雙柱的空腔內，設置層間防火封堵，以避免火情通過雙立柱空腔，進入上一層的空間。

2.8.3帶有內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）窗戶位于內墻墻體范圍內，實體墻的高度滿足規范要求，且窗戶周邊已做好防火封堵;（2）窗戶位于內墻與外幕墻之間，實體墻的高度滿足規范要求，窗戶周邊已做好可靠的防火封堵。個人認為，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規范》JGJ133-2001的4.4.1條，寫了防火的要求，但沒有詳細的指導，個人認為，宜每兩層設置防火防煙封堵。

2.8.4玻璃板塊是否可以跨過兩個防火分區？

《玻璃幕墻工程技術規范》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。這里的兩個防火分區，包括上下防火分區和水平面的防火分區，規范雖然使用了“不宜”，但消防設計及驗收，都是執行從嚴原則，一般地，同一幕墻玻璃單元，不應跨越建筑物的兩個防火分區。

2.8.5公寓、宿舍的陽臺門非打開狀態的玻璃寬度小于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，須按規范設置消防救援窗口。陽臺已為救援人員提供了登錄且暫時停留的必要條件，在陽臺門關閉狀態，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，進入室內進行救援等相關工作。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，個人認為，可作為消防救援窗口。

3.小結

建筑消防防火安全，是建筑設計的重中之重，一旦火災，危害巨大，后果非常嚴重。建筑幕墻的防火設計，其設計的依據是《建筑設計防火規范》等相關的標準、規范，要按行的規范及標準很多，要考慮的因素很多，且建筑幕墻形式較多，難以千篇一律。現標準、規范等對建筑幕墻的防火條文，難以作出全面且詳細的規定、要求，建筑消防驗收是非常嚴格的，建筑幕墻的防火設計，一定要執行從嚴原則。因水平所限，本文難免有不妥之處，懇請指正。

參考文獻

[1]《建筑設計防火規范》50016-2014（2018年版）

[2]《建筑防煙排煙系統技術標準》GB51251-2017

[3]《建筑防火封堵應用技術規程》CECS：2003

[4]《建筑鋼結構防火技術規范》GB51249-2017

[5]《鋼結構防火涂料》GB14907-2002

[6]《玻璃幕墻工程技術規范》JGJ102-2003

[7]《金屬與石材幕墻工程技術規范》JGJ133-2001

[8]公安部的公消[2018]57號文等。

【中圖分類號】TU228

【文獻標識碼】B

【文章編號】1671-3362（2019）07-0057-05