國(guó)內(nèi)外建筑幕墻的防火設(shè)計(jì)解析

核心提示：1、前言 隨著經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的進(jìn)步，近年來(lái)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(duì)建筑幕墻安全性

　　1、前言

　　隨著經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的進(jìn)步，近年來(lái)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(duì)建筑幕墻安全性的要求，其中之一就是對(duì)其防火性的要求，即通過(guò)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(lái)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(gè)建筑物防火系統(tǒng)中一個(gè)重要的方面在火災(zāi)發(fā)生的時(shí)候應(yīng)能阻止或延緩火勢(shì)的蔓延，并為消防撲救工作提供便利。近年來(lái)國(guó)內(nèi)發(fā)生幾次特重大火災(zāi)，造成了嚴(yán)重的人員和財(cái)產(chǎn)損失，都與設(shè)計(jì)或者選材不當(dāng)有關(guān)。世界比較發(fā)達(dá)的國(guó)家及大國(guó)均制定了自己的建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范，對(duì)建筑幕墻的防火提出了具體要求，由于美國(guó)在全世界的影響范圍較大，在許多國(guó)家進(jìn)行幕墻設(shè)計(jì)時(shí)，均要求準(zhǔn)守美國(guó)規(guī)范，所以對(duì)中美幕墻防火設(shè)計(jì)的比較，有利于在國(guó)際范圍內(nèi)的幕墻工程設(shè)計(jì)。

　　2、我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范對(duì)建筑幕墻防火的要求

　　我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范中對(duì)于建筑物防火材料的要求是確保建筑物在火

災(zāi)中不會(huì)在短時(shí)間內(nèi)倒塌。因此，建筑物應(yīng)根據(jù)其耐火等級(jí)來(lái)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(guò)后易于修復(fù)。

　　2.1 建筑幕墻的防火材料

　3.1 豎向防火分區(qū)構(gòu)造設(shè)計(jì)要點(diǎn)

　　1）無(wú)窗檻墻的玻璃幕墻應(yīng)保證不燃體實(shí)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(gè)砼踢腳線(xiàn)，或在梁底加設(shè)防火巖棉帶；當(dāng)玻璃為大面全玻或點(diǎn)支承幕墻時(shí)，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(duì)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(gè)防火分區(qū)。

　　4）有實(shí)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(jí)保溫砂漿，同時(shí)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(jí)保溫砂漿。

　　3.2 水平防火分區(qū)構(gòu)造設(shè)計(jì)要點(diǎn)

　　1）在水平防火分區(qū)的實(shí)體防火墻兩側(cè)設(shè)置幕墻時(shí)，距離防火墻兩側(cè)各1m的部位不應(yīng)有門(mén)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(shí)，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(guò)耐高溫測(cè)試的化學(xué)錨栓。主要是因?yàn)閲?guó)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(jì)

　　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(méi)有設(shè)置足夠的疏散通道和充分的自動(dòng)室內(nèi)消防設(shè)施，就會(huì)變成可怕的安全隱患。依靠外部消防的公共場(chǎng)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(wú)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(guó)的建筑幕墻防火構(gòu)造設(shè)計(jì)

　　對(duì)比中國(guó)的建筑幕墻防火構(gòu)造設(shè)計(jì)，美國(guó)常用的幕墻防火隔斷系統(tǒng)的功能盡管是一樣的，但是組成方法卻有差別，但無(wú)論是何種形式， 都是為了保證系統(tǒng)完整性以及盡可能多的提供逃生時(shí)間。首先應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，在美國(guó)規(guī)范中，樓板以及其延伸至外墻的區(qū)域具

有相同的耐火 等級(jí)，并且對(duì)于層間防火封堵的最小高度也都有規(guī)定，只是如果有淋水裝置存在的情況下，對(duì)層間防火封堵的最小高度允許有特殊情況存在，另外，層間防火封堵的材料和系統(tǒng)必須經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)的試驗(yàn)檢測(cè)，這些對(duì)于建筑幕墻層間防火封堵的規(guī)范都是強(qiáng)制性執(zhí)行的，因此，無(wú)論在設(shè) 計(jì)上還是施工上，都應(yīng)當(dāng)盡量保證其功能性的實(shí)現(xiàn)。

　　4.1美國(guó)常用的層間防火封堵構(gòu)造設(shè)計(jì)

　　防火和防煙在層間防火封堵構(gòu)造設(shè)計(jì)中是密不可分的兩個(gè)方面，常用的層間防火封堵準(zhǔn)則是：

　　1）將防火絕熱墊層機(jī)械固定連接到幕墻面板上，并留有一定的隔熱間隙；

　　2）將防火絕熱墊層機(jī)械固定連接到立柱上，保護(hù)好鋁立柱；

　　3）用Z型或其它類(lèi)型的固定夾子將防火巖棉固定在層間位置；

　　4）加固巖棉和樓板間的連接；

　　5）在巖棉上方噴涂防煙封堵涂料。

　　4.2 美國(guó)防火封堵系統(tǒng)的試驗(yàn)

　　和防火封堵系統(tǒng)相關(guān)的美國(guó)規(guī)范有ASTM E 119，該規(guī)范是建筑

結(jié)構(gòu)和材料防火試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法，對(duì)建筑材料的耐火極限，隔熱性和 相應(yīng)承載能力下的完整性有規(guī)定。此外還有ASTM E2307，這是使用中級(jí)的多層實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行層間防火封堵材料的耐火性實(shí)驗(yàn)的規(guī)范，其中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖5.

　　在美國(guó)，一般由兩個(gè)專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)室以ASTM E2307為依據(jù)進(jìn)行防火封堵系統(tǒng)的效果檢驗(yàn)，一個(gè)是UL（Underwriters Laboratories Inc.） 另外一個(gè)是OPL（Omega Point Laboratories ）。根據(jù)ASTM E2307得出的測(cè)試結(jié)果，可以分為兩種類(lèi)型的等級(jí)：一種是F等級(jí)，按其阻止火勢(shì)蔓延的能力劃分的等級(jí)（單位為小時(shí)）；另外一種是T等級(jí)，按照材料在沒(méi)有火勢(shì)的一側(cè)的表面溫度劃分的等級(jí)（單位為小時(shí)）。需要說(shuō)明的是，UL在使用相同實(shí)驗(yàn)裝置的前提下，又提供了除這兩種等級(jí)劃分外的另外兩種等級(jí)，即防火封堵系統(tǒng)整體完整性的等級(jí)和其隔熱保溫的等級(jí)。

　　4.3 中美建筑幕墻防火設(shè)計(jì)的比較

　　由于選用的防火封堵材料的不同，中國(guó)和美國(guó)在幕墻防火的設(shè)計(jì)，尤其是層間防火封堵的設(shè)計(jì)上還是存在著一定的差異的。

　　1）不管幕墻后面是否有實(shí)體墻，用于防火封堵的防火巖棉都是按照其紋理的走向被固定夾固定在層間位置的。這點(diǎn)和國(guó)內(nèi)的用襯板承托巖棉，組成防火層用以防火封堵的方法的目的是一致的，只是做法不同。

2）用防火絕熱墊層機(jī)械固定到幕墻的面板和立柱上，并高出樓面大于900mm的高度，以防止鋁材和幕墻面板遇火變形。這點(diǎn)和國(guó)內(nèi)規(guī)范的 800mm的實(shí)體墻防火高度是有異曲同工之處的，因?yàn)槊绹?guó)樓面板大多是無(wú)梁樓蓋，只是結(jié)構(gòu)不同而做法上的差異。

　　3）在層間防火巖棉上方噴涂防煙封堵涂料。國(guó)內(nèi)的常見(jiàn)做法是拿鍍鋅鋼板覆蓋，在這點(diǎn)上，國(guó)內(nèi)的做法有價(jià)格上的優(yōu)勢(shì)，但在實(shí)際的效果上沒(méi)有防煙封堵涂料的效果突出。

　　5 結(jié)束語(yǔ)

　　本文通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)有關(guān)建筑幕墻防火現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的分析，給出了一些具體的做法的措施；同時(shí)對(duì)比了美國(guó)的幕墻防火方面的措施，幫助設(shè)計(jì)師加深對(duì)現(xiàn)行規(guī)范的理解，試圖解決困撓部分設(shè)計(jì)師的幕墻防火問(wèn)題。不妥之處，敬請(qǐng)各位同行和專(zhuān)家斧正。