建筑幕墙防火设计问题及措施

建筑幕墙防火设计问题及措施

蓝卫

深圳金粤幕墙装饰工程有限公司

【摘要】现代很多建筑物外墙面都应用了各种材料装饰的幕墙，以独特的风格、高雅亮丽的外形，使建筑物更具时代感和艺术感。本文主要对建筑幕墙的防火设计存在的问题进行分析，并提供措施。

【关键词】幕墙;设计;防火;施工要点

1、各种类型幕墙防火设计的不同要求

玻璃幕墙：用玻璃制成的幕墙，该幕墙是在窗上部和下部设置防火层，中间部分的防火层就要设置在衬板上。

金属面板幕墙：顾名思义使用金属面板做幕墙，该种要将防火层设置在衬板上。

石材幕墙：使用石材或瓷制品装饰外墙，该幕墙要将防火层安装在衬板上，石材幕墙不受施工环境约束，克服了水泥砂浆粘结对石材渗透的弊病，不受主体结构产生较大位移或温差较大的影响。与金属面板幕墙一样，在是否设置防火层上敞缝和填缝是刚好相反的。

人造板幕墙：使用人工制造的材料作为建筑物的幕墙，它的防火层设置与上述石材目前不尽相同。

上述几类幕墙在防火层设置上基本相同，还有一个共同点就是隔墙与防火层间间隙设宽度均不小于1.2m防火封堵。

全玻璃幕墙：窗下墙部分设防火玻璃防火层，隔墙与防火层间间隙设宽度不小于1.2m防火玻璃防火层。

双层幕墙：热通道每层不能窜通，窗下墙部分设防火层，每开间隔墙外设宽度不小于1.2m防火层。

采用聚苯板或挤塑板外保温的幕墙：该幕墙使用保温材料或不燃材料，应按垂直方向每一层楼在楼板处设一道水平阻燃防火隔离带并做防火封堵和沿水平方向每20m或3个开间的窗间墙或框架柱处设一道竖向阻燃防火隔离带。

2、幕墙设计基本准则

在幕墙设计中最重要的安全措施就是防火，首先就要考虑幕墙的材料要具备防火性能，其次幕墙是建筑的一个重要组成部分，所以在建筑着火的时候要保证其防烟而且不能卷火。总结了六点基本准则：

1）幕墙与建筑的主体之间的部件要具有防火性能;

2）防火节点要求保证不透烟、不蹿火;

3）防火节点要做到压风时不挤碎玻璃，风吸时不产生缝隙;

4）在设置防火层的地方，对于比例幕墙来说，玻璃只能开裂不能掉落，为了防止火窜入后向上蔓延应在窗台处设置第二道防火层;

5）保证防火层浸水之后仍能保持原性能;

6）对于较高的建筑来说，要每个四五层就设置一个防火隔离带，并且保证隔离带部位的玻璃幕墙应进行防火玻璃、防火胶、防火混凝土、防火螺栓等全方位的防火设计。

3、建筑幕墙的防火性能

建筑幕墙中常用材料有钢材、铝材、玻璃、花岗石、其他金属有铜、锌、金等，防火材料有岩棉、镀锌钢板、防火胶等。这些材料有一个共同的特点，就是不燃性能，所以在建筑幕墙中能够放心使用。

3.1建筑幕墙的防火属被动防火

幕墙幕墙系统主要由抗燃性不强的铝材、硅胶、玻璃等材料组成。与传统意义上具有防火等级的防火门、防火墙相比，并不具有等级概念的防火性能。

建筑防火有效措施是三位一体：报警系统、围堵和遏制措施。围堵手段属于被动防火类，指的是利用适当的建筑材料和建筑构造将火势控制在局部，延缓火势蔓延。

幕墙系统的防火设计就是采用被动防火理念，将具有防火等级的建筑物楼板与没有防火等级的幕墙系统，中间用与建筑物楼板相同防火等级的水平防火带结合在一起，形成一个完整的防火体系，共同抵御火势、烟雾和有毒气体的扩散。即采用围堵手段来加强建筑物结构和人员的防火安全。

3.2建筑火灾造成人员死亡75%以上是由烟雾引起的

从表1中可知，硅酮胶包括结构胶、耐候胶、防火胶等，熔点只有218℃，即一旦有明火，首先熔化的是胶类材料，但是防火胶是防止窜烟的有效措施，防火胶避免人员死亡的最重要的防火设置。

3.3建筑幕墙防火构造的防火性能

从表1、表2中可知，随着着火点温度的升高，铝材、玻璃等材料均会被逐渐熔化或软化;其中，铝材、玻璃等材料在不到40分钟的时间内就可能会熔化或软化。而熔点为1539℃的钢材、熔点为1580℃的岩棉，即使在120分钟后，温度达到1010℃时仍未到其熔点温度。即在120分钟后，幕墙的防火构造依然能保持其结构完整，其防火性能几乎不会因为燃烧温度升高而减损。

3.4建筑幕墙作为防火墙时，必须按照防火墙要求设计

建筑幕墙为防火墙时，其材料应为不燃烧体，耐火极限为3.00h。

4、建筑幕墙防火设计典型方法

4.1图中窗间墙高度不小于800。

4.2镀锌钢板与主体结构、镀锌钢板与幕墙面板间均注防火胶。

4.3镀锌钢板以射钉固定时，钉头需注防火胶。

4.4镀锌钢板应具备一定的稳定性，因此在板的两端分别做折角，以增强其刚度，且在镀锌钢板的下方，增加支撑件（角铝）支撑镀锌钢板。

4.5防火棉的厚度≥100mm。

4.6镀锌钢板在窗间墙下侧，安装时更为灵活方便。可以在面板安装之后进行安装。

4.7镀锌钢板在窗间墙的下侧，而不是在窗间墙与面板之间，以便于面板至结构面距离有误差时，不用增加镀锌钢板的加工种类的尺寸。

5、建筑幕墙防火设计经常出现的问题及解决的办法

5.1防火胶缺漏。

5.2镀锌钢板厚度、防火棉厚度、防火棉的密度不符合规范要求。

5.3防火系统安装困难或无法安装。

图2中，防火构造完全置于面板与主体结构之间，当其中尺寸B较小，而H很大时，不仅镀锌钢板难以安装，防火胶的注胶亦难以完成。

5.4防火板结构缺少支撑或支撑不当，稳定性无法保证。

5.5窗间墙高度不足，不符合规范要求。

窗间墙高度不足时，需增加构造，图3中分别列出了三种常见的做法。

a图中，在楼板面上增加了防火玻璃，其高度H与窗间墙高度之和不小于800mm。b图中在楼板面上增加了混凝土踢脚，其高度H与窗间墙高度之和不小于800mm。c图中在梁的下方增加了防火结构，其高度H与窗间墙高度之和不小于800mm。

当然还有其他更多有效的做法，在此不一一列举了。

5.6层间防火结构多于一处或做二处叠加，既不经济也不必要;

图4中，防火构造分别做在窗间墙的上下两侧，既不经济，也无必要。如果楼板面一侧有封堵要求，完全可以按室内装修进行封堵，就是一块硅钙板、水泥板或镀锌钢板就可以达到要求的，没有必要一定做成防火结构。如果将防火岩棉的高度100一分为二，就更不可取了。

5.7防火结构完全处于面板与主体结构之间，规格尺寸太多。

如图2中的尺寸B，因为建筑结构是有误差的，所以尺寸B是一个变量，这样的设计，镀锌钢板的尺寸与防火岩棉的尺寸规格会大量增加，尤其是镀锌钢板，因其1.5mm的厚度，其加工性能较差，现场处理非常困难。所以在进行防火板设计时，尽量不要将镀锌钢板设置在面板与窗间墙之间。

6、建筑幕墙防火设计的原则及注意事项

建筑幕墙防火设计的原则是有效、可靠、制作安装方便，并且不增加太多成本。因此在进行防火设计时应把握的原则是，在满足国家规范的前提条件下，尽量使用简单、易行的结构作为防火的构造。在满足安全条件的前提下，做到越经济越好。

6.1防火岩棉的密度不是越大越好，满足规范、够用即可。最常用的有密度为64kg/m3，这也是不少工程的最低要求，规范中要求的值为100kg/m3，要求采用密度更高的保温棉，如96kg/m3、128kg/m3等。

6.2防火构造不是越多越好。

6.3防火构造不仅应该满足防火规范的最低要求，还要视其所在的位置确定其防火等级，需按最高要求来设计。

6.4防火设计中防火防烟带非常重要，防窜烟构造可减少火灾时人员死亡。

6.5镀锌钢板主要是支撑作用，其厚度对防火性能的贡献不明显，所以只要能满足规范的1.5mm的厚度的要求就足够了，厚度越大越难加工，采用更大厚度的镀锌钢板得不偿失。

6.6防火构造宜支撑于主体混凝土结构上，自成支撑体系。而不宜支撑在幕墙的铝合金龙骨上，因为铝合金在温度升高时，强度会降低，而且铝合金的软化点（或熔点）660℃较低，不能保证防火构造的稳定性。

6.7防火构造中，镀锌钢板的加工、安装是其成本的主要部份，形状复杂、种类繁多的防火构造，都是不成功的防火设计，虽然其能保证防火功能，但大大增加了防火构造的成本，经济性太差，不宜用在实际工程上去。

6.8防火功能是幕墙的基本功能，防火构造的设计应首先在方案设计阶段确定，其构造要求、尺寸要求等应在设计方案确定前完全满足。