高层建筑幕墙防火设计的注意事项

摘 要：随着现代化城市进程,一座座大型高层建筑拔地而起,成为城市一道道时尚亮丽的风景线.然而,外表光鲜亮丽的高层建筑同时也会带来各种安全隐患,因此高层建筑的各种安全预防设计极其重要,尤其是防火设计更是重中之重.本文探讨高层建筑组合幕墙的防火设计要点及相关注意事项.

关 键 词：高层建筑：组合幕墙：防火设计：注意事项

0.序言

高层建筑的功能呈现多用途、多渠道、容量大的等综合性特点.设计过程不仅追求经济实用、美观大方等外观,还需考虑建筑结构的安全实用功能和建筑设计防火规范.使用幕墙成为设计防火的主要材料广泛应用到高层建筑,这促使了幕墙设计沿着新材料、新技术和新结构等方向的发展.建筑幕墙是由金属构架与板材组成,建筑设计防火应注意它的特点,使用时,根据面材进行分类,因地制宜正确应用建筑幕墙防火.

1.幕墙防火设计的现行规范要求

建筑幕墙的是由支承结构体系与面板组成,相对主体结构有一定位移能力、不承担主体结构所受作用的建筑物非承重外墙、护结构或装饰性结构.

根据规定：耐火等级为以下的民用建筑限制在5层以下.也就是说,非承重外墙作为建筑物防火材料,通常情况下应该采用耐火极限要求为1.00h不燃烧体,现行规范对外墙上的窗户部分没有具体要求.

通过分析幕墙防火设计特点,对于窗间墙与窗槛墙的幕墙防火设计归纳建议如下：

1采用不燃材料作为窗槛墙与窗间墙的填充材料.外墙面采用不燃烧体耐火极限≥1.00h,内墙采用难燃材料作为填充材料.

2对于无窗间墙和窗槛墙的幕墙,每层楼板外沿应设置耐火极限>1.00h,高度>0.8m的不燃烧实体裙墙；

3采用防火封堵材料对幕墙与每层楼板、隔墙处的缝隙封堵.

现行规范对建筑幕墙防火设计的规定要求,既安全适用、经济合理,又能提高建筑幕墙防御火灾的能力.因此,我们有必要深入理解规范的要求,对建筑幕墙防火设计的规定落实到节点的设计、采购材料、施工安装的过程.根据高层及超高层建筑技术的发展需求,有必要在对相关规范作修订时,使规定更明确、更细化,特别是超高层幕墙设计中,应将防火设计当作至关重要的问题来看待,建筑物的重要性和结构性对建筑幕墙防火设计的注意事项尤为重要.

2.组合幕墙应用在高层建筑的特点

高层建筑的幕墙设计,需要考虑的因素包括施工便利、经济实用的施工要求,还有外形美观、保温避光等建筑要求.组合幕墙是玻璃、金属、石材等不同板材组成的建筑幕墙,设计理念新颖,不仅能满足组合幕墙幕墙防火设计注意事项的要求,而且具有以下特点：

1组合幕墙窗与墙没有界线,形成外形没有了明显的界线,具有造型美观,装饰效果突出的特点.2幕墙材料的重量是混凝土墙板的1/5～1/7,每平方米一般在30～50,围护结构的自重大大减轻了,抗震性能强.3由于轻质便于施工安装,幕墙构件大部分是成品,减少了操作的工序,现场安装工期较短.4由单元构件拼成多构件组成幕墙,有损坏部分方便维修或更换,延长了使用寿命.

3.组合幕墙的防火设计注意事项

3.1对幕墙材料使用加以限制

建筑幕墙主要部分由框架、饰面、密封、保温和五金配件组成,那么这些单元件之间材料各有不同,在防火设计应注意可燃或难燃的区分.1框架材料主要以铝合金型材、钢型材或钢铝组合构造为主,有时采用木材或可燃或难燃的复合材料.2饰面材料使用的品种较多,难燃材料一般有石材、金属板材、玻璃、复合制品和人造板材等.其中复合制品和部分人造板材介于可燃或难燃材料之间,比如：复合铝板（芯材为可燃或难燃材料）,夹胶玻璃（PVB胶膜为可燃材料）,高压热固化木纤维板、ETFE膜等.3密封材料在幕墙构造中是单元之间密封与粘合的主要材料,主要有胶条、密封胶、双面胶带、泡沫棒等,比例不高,对火灾直接蔓延不能起主导作用,可不作限制.4保温材料在建筑幕墙中使用面积大,使火灾载荷密度大大增加,火灾事故容易造成垂直蔓延.因此,防火设计时建议保温材料使用难燃材料,但是难燃材料在高温下易出现无火焰碳化,持续阴燃等现象.因此对保温材料的选用需谨慎.5五金配件主要由压铸金属件、加工金属件塑料附件组成,作为幕墙构造中连接单元间的构件,不会对火灾垂直蔓延产生影响.

由此可见,建筑幕墙材料不是燃烧体,因此根据建筑物使用性质、功能、构造等特点,结合可能发生火灾事故产生的后果,慎重地考虑限制在建筑幕墙中使用可燃或难燃材料.

3.2符合规范设计,构造防火和封堵体系

为满足符合规范的要求,防火构造和封堵设计应注意几个方面的问题：

1不燃烧实体裙墙的要求,高度>0.8m,可以计入楼板边缘的混凝土梁板或钢梁板的高度.混凝土梁与楼板边缘不平,离楼板边缘较近,层间防火封堵构造延长至混凝土梁底处.离楼板边缘较远,应设置一段耐火极限>1.00h的实体墙在楼板边缘下部,使裙墙的高度>0.8m.实体墙室内作衬板,采用≥1.5mm的镀锌钢板,填充材料为岩棉或矿棉板,厚度≥100mm,容重>100kg/m.

2对于通透的幕墙结构,单片防火玻璃采用耐火极限>1.00h.但实体裙墙和防火封堵不具备耐火隔热性,适用于火灾载荷密度较低的场合.室内如采用这种防火构造,应根据建筑物的构造加以区别.

3具有密封性,能适应伸缩与变形的能力的幕墙,才是理想防火封堵构造.遇火灾发生时,在耐火时限内保持其完整性.

3.3幕墙可用防火墙两侧

建筑幕墙作为防火墙时两侧应满足以下要求：

1难燃烧体为建筑物的外墙时,防火墙的外表面凸出墙0.4m以上,防火墙外墙宽度>2.0m的不燃烧体,同时防火墙耐火极限应高于外墙的耐火极限.

2不燃烧体为建筑物的外墙时,防火墙外表面不凸出墙.防火墙两侧紧靠门、窗洞口之间,最近水平边缘的距离>2.0m；若有固定窗扇或乙级防火窗,距离可不限.

3在转角处不宜设置防火墙,转角附近如设置防火墙,两侧墙上的门、窗洞口之间的内转角,边缘的水平距离最近>4.0m.

3.4防火设计对超高层幕墙具备防止火灾蔓延的措施

超高层建筑已经成为城市地标性的亮点.但超高层建筑灭火救援的困难多,即使最先进消防设备,使用效果也不理想,动用直升飞机救火,也是杯水车薪.一旦发生火灾,超高层建筑只能依靠建筑内的防火设施自救.

因此,高层建筑幕墙防火设计应根据建筑物的功能、重要、构造,设计采取防止火灾蔓延的措施：

1严格材料使用,对框架、饰面、保温采用不燃材料,最大极限防止可燃材料的使用.

2依照国家规范要求,严抓控制施工质量,设计应根据实际因地制宜整合材料的应用,做好防火构造和封堵措施.

3避难层分段的幕墙系统,设计使用耐火极限应>1.0h的独立窗墙式或框架式防火幕墙系统；

4.结束语：

建筑应用组合幕墙的防火设计重点,应考虑不同幕墙饰材之间可燃或难燃的特点,结合多种材料的优势,优化组合幕墙产品的防火构造及其抵抗火灾的能力,使幕墙设计更正确地运用规范要求,这样才能有效保障国家和人民生命财产的安全.在大力发展节能环保的新材料、新技术的同时,也应考虑幕墙各部位的防火构造设计,使建筑幕墙安全适用、技术先进、经济合理.