國內(nèi)外建筑幕墻的防火設(shè)計

　　1、前言

　　隨著經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的進(jìn)步，近年來高層和超高層建筑日益增多，幕墻憑借其在外裝飾性，節(jié)能保溫，以及抗震上的優(yōu)越，基本上都是采用幕墻作為外圍護(hù)結(jié)構(gòu)。對建筑幕墻安全性的要求，其中之一就是對其防火性的要求，即通過提高或增強(qiáng)建筑構(gòu)件或材料承受火災(zāi)破壞能力的技術(shù)來使其防火的性能達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)。幕墻防火作為整個建筑物防火系統(tǒng)中一個重要的方面在火災(zāi)發(fā)生的時候應(yīng)能阻止或延緩火勢的蔓延，并為消防撲救工作提供便利。近年來國內(nèi)發(fā)生幾次特重大火災(zāi)，造成了嚴(yán)重的人員和財產(chǎn)損失，都與設(shè)計或者選材不當(dāng)有關(guān)。世界比較發(fā)達(dá)的國家及大國均制定了自己的建筑設(shè)計防火規(guī)范,對建筑幕墻的防火提出了具體要求，由于美國在全世界的影響范圍較大，在許多國家進(jìn)行幕墻設(shè)計時，均要求準(zhǔn)守美國規(guī)范，所以對中美幕墻防火設(shè)計的比較，有利于在國際范圍內(nèi)的幕墻工程設(shè)計。

　　2、我國現(xiàn)行規(guī)范對建筑幕墻防火的要求

　　我國現(xiàn)行規(guī)范中對于建筑物防火材料的要求是確保建筑物在火災(zāi)中不會在短時間內(nèi)倒塌。因此，建筑物應(yīng)根據(jù)其耐火等級來選定構(gòu)件材料和構(gòu)造方式，保證結(jié)構(gòu)的耐火穩(wěn)定性，并使建筑物在火災(zāi)過后易于修復(fù)。

　　2.1 建筑幕墻的防火材料

　　現(xiàn)行規(guī)范對幕墻的材料的要求是除填充棒和雙面膠帶等少量輔材外，均應(yīng)采用不燃(A級)或難燃(B1)級材料。隨著國家對建筑節(jié)能的重視，外墻普遍進(jìn)行了保溫處理，目前幕墻防火的問題主要出在保溫材料上，最近的幾起特重大火災(zāi)，無論是“央視大火”還是上海“11.15大火”，都是與保溫材料的耐火等級不符合要求有關(guān)。因此在“央視大火”后，公安部聯(lián)合住建部，頒布了《民用建筑外保溫系統(tǒng)及外墻裝飾防火暫行規(guī)定》公通字[2009]46號(下簡稱46號文)，對建筑幕墻的保溫材料做了明確的規(guī)定。即：a)建筑高度大于等于24m時,保溫材料的燃燒性能應(yīng)為A級。b)建筑高度小于24m時,保溫材料的燃燒性能應(yīng)為A級或B1級。其中,當(dāng)采用B1級保溫材料時,每層應(yīng)設(shè)置水平防火隔離帶。c)保溫材料應(yīng)采用不燃材料作防護(hù)層。防護(hù)層應(yīng)將保溫材料完全覆蓋。防護(hù)層厚度不應(yīng)小于3mm。d)采用金屬、石材等非透明幕墻結(jié)構(gòu)的建筑,應(yīng)設(shè)置基層墻體,其耐火極限應(yīng)符合現(xiàn)行防火規(guī)范關(guān)于外墻耐火極限的有關(guān)規(guī)定;玻璃幕墻的窗間墻、窗檻墻、裙墻的耐火極限和防火構(gòu)造應(yīng)符合現(xiàn)行防火規(guī)范關(guān)于建筑幕墻的有關(guān)規(guī)定。f)基層墻體內(nèi)部空腔及建筑幕墻與基層墻體、窗間墻、窗檻墻及裙墻之間的空間，應(yīng)在每層樓板處采用防火封堵材料封堵。

　　2.2 建筑幕墻的防火構(gòu)造

　　合理的幕墻防火構(gòu)造設(shè)計可有效的阻隔煙氣對人體的傷害、降低火情的蔓延速度、延長逃生的時間和提高安全的機(jī)率。《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50045-95(2005版)對建筑幕墻的設(shè)置提出了具體的要求即：

　　1)窗檻墻、窗間墻的填充材料應(yīng)采用不燃燒材料。當(dāng)外墻采用耐火極限不低于1.00h的不燃燒體時，其墻內(nèi)填充材料可采用難燃燒材料。

　　2)無窗檻墻或窗檻墻高度小于0.80m的建筑幕墻，應(yīng)再每層樓板外沿設(shè)置耐火極限不低于1.00h、高度不低于0.80m的不燃燒體裙墻或防火玻璃裙墻。

　　3)建筑幕墻與每層樓板、隔墻處的縫隙，應(yīng)采用防火封堵材料封堵。

　　《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ102-2003對建筑幕墻防火規(guī)定如下：

　　1)玻璃幕墻與其周邊防火分隔構(gòu)件間的縫隙、與樓板或隔墻外沿間的縫隙、與實體墻面洞口邊緣間的縫隙等，應(yīng)進(jìn)行防火封堵設(shè)計。

　　2)玻璃幕墻的防火封堵構(gòu)造系統(tǒng)，在正常使用條件下，應(yīng)具有伸縮變形的能力、密封性和耐久性;在遇火狀態(tài)下，應(yīng)在規(guī)定的耐火時限內(nèi)，不發(fā)生開裂或脫落，保持相對穩(wěn)定性。

　　3)玻璃幕墻防火封堵構(gòu)造系統(tǒng)的填充材料及其保護(hù)性面層材料，應(yīng)采用耐火極限符合設(shè)計要求的不燃燒材料或難燃燒材料。

　　4)無窗檻墻的玻璃幕墻，應(yīng)在每層樓板外沿設(shè)置耐火極限不低于1.00h、高度不低于0.8,m的不燃燒實體裙墻或防火玻璃裙墻。

　　5)玻璃幕墻與各層樓板、隔墻外沿間的縫隙，當(dāng)采用巖棉或礦棉封堵時，其厚度不應(yīng)小于100mm，并應(yīng)填充密實;樓層間水平防煙帶的巖棉或礦棉宜采用厚度不小于1.5mm的鍍鋅鋼板承托;承托板與主體結(jié)構(gòu)、幕墻結(jié)構(gòu)及承托板之間的縫隙宜填充防火密封材料。當(dāng)建筑要求防火分區(qū)間設(shè)置通透隔斷時，可采用防火玻璃，其耐火極限應(yīng)符合設(shè)計要求。

　　6)同一玻璃幕墻單元，不宜跨越建筑物的兩個防火分區(qū)。

　　3、各種不同類型建筑幕墻的防火構(gòu)造設(shè)計

　　綜合以上分析，提供以下防火構(gòu)造的方案供幕墻設(shè)計及施工人員參考：

　　3.1 豎向防火分區(qū)構(gòu)造設(shè)計要點

　　1)無窗檻墻的玻璃幕墻應(yīng)保證不燃體實體墻的高度不低于 800mm，如達(dá)不到，不足部分建議考慮上翻一個砼踢腳線，或在梁底加設(shè)防火巖棉帶;當(dāng)玻璃為大面全玻或點支承幕墻時，則采用銫鉀防火玻璃加高。

　　2)層間防煙封堵采用100mm巖棉，1.5mm厚鍍鋅鋼板承托，對可能造成煙霧漫延的縫隙處打防火密封膠;

　　3)層間面板分格不宜跨越兩個防火分區(qū)。

　　4)有實體墻的金屬與石材幕墻的保溫材料應(yīng)采用不燃材料作防護(hù)層。防護(hù)層應(yīng)將保溫材料完全覆蓋。防護(hù)層厚度不應(yīng)小于3mm可采用玻鎂防火板、水泥板、鍍鋅鋼板或憎水型A級保溫砂漿，同時應(yīng)按表3.1在每層設(shè)防煙封堵。防火保護(hù)層可采用玻鎂防火板、水泥板、鍍鋅鋼板或憎水型A級保溫砂漿。

　　表3.1 有實體墻幕墻保溫防火的構(gòu)造要求

　　3.2 水平防火分區(qū)構(gòu)造設(shè)計要點

　　1)在水平防火分區(qū)的實體防火墻兩側(cè)設(shè)置幕墻時，距離防火墻兩側(cè)各1m的部位不應(yīng)有門窗洞口，若設(shè)置洞口，則應(yīng)采用防火窗;

　　2)當(dāng)在水平防火分區(qū)設(shè)置玻璃幕墻時，玻璃幕墻應(yīng)采用銫鉀防火玻璃和帶經(jīng)防火涂料處理的鋼龍骨外包鋁合金形式。

　　3)防火分區(qū)隔斷與主體結(jié)構(gòu)的后連接宜采用后擴(kuò)底錨栓或通過耐高溫測試的化學(xué)錨栓。主要是因為國內(nèi)一些產(chǎn)品中化學(xué)藥劑含有大量的苯乙烯，該物質(zhì)遇熱后不穩(wěn)定。

　　3. 4 消防逃生設(shè)計

　　夾層玻璃雖然是安全玻璃，可是如果整座建筑都用夾層玻璃，又沒有設(shè)置足夠的疏散通道和充分的自動室內(nèi)消防設(shè)施，就會變成可怕的安全隱患。依靠外部消防的公共場所和低層辦公、住宅建筑如果全用夾層玻璃，一旦發(fā)生火災(zāi)，消防人員無法擊碎玻璃，難以施救。因此可采用以下措施：

　　1) 每層采用不少于2塊，間距不大于20m，寬度不小于1.2米，高度不小于1.0米的非夾層玻璃作為應(yīng)擊碎玻璃，作出明顯的警示標(biāo)志;

　　2) 在緊急出口的玻璃幕墻室內(nèi)，建議設(shè)置可方便逃生的裝置(如緩降器等)。

　　4、美國的建筑幕墻防火構(gòu)造設(shè)計

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