高层建筑幕墙防火设计要点

【摘 要】本文针对建筑幕墙工程意外发生火灾的特点,阐述了建筑幕墙的防火设计及相关防火材料的选择.

【关 键 词】高层建筑；幕墙；防火材料

随着我国国力的强盛、城市大规模建设的需要,一批批高层建筑、超高层建筑拔地而起,对这些建筑来说,维护结构采用传统的砖墙显然不能适应,混凝土墙体则因其过于笨重而日显劣势,唯有轻钢结构配以玻璃幕墙成为最佳选择.玻璃幕墙以其晶莹剔透、轻巧美观、耐候性好、密封性佳、安装方便、维护简便等诸多优点而在高层建筑上迅速崛起,独领.

1高层建筑幕墙防火设计

幕墙是建筑护墙的一种形式.常见的幕墙有玻璃幕墙、金属板幕墙、石材幕墙和轻质钢筋混凝土墙板幕墙、塑料板幕墙等类型.高层建筑发生火灾蔓延很快,如果防火设计处理不好,就好像一座高耸的烟囱,成为火势迅速传播的途径.

幕墙的防火,设计要先行,设计是前提是基础.幕墙的防火设计必须要遵循“预防为主,消防结合”的方针.幕墙设计人员要掌握《高层民用建筑设计防火规范》GB50045、《建筑设计防火规范》GB50016、《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102、《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133,要熟悉和理解国家的强制性标准和行业标准中关于幕墙防火的设计、施工、材料等要求.这些标准都是用血的教训和经验积累起来的,必须烂熟于心.所以防火设计应做到：

1.1明确设计责任.建筑设计单位主要应考虑幕墙工程的防火、防雷、光环境污染和连接预埋件的结构安全等因素,并对建筑幕墙工程提出具体设计要求并负相应的设计责任.幕墙设计单位应具备相应的专业设计资质,严格按照有关规范和相关标准及制度对幕墙防火方面的选材、节点、细部构造进行设计.

1.2建筑幕墙的设置、层数、长度、面积和防火分区、防火间距及建筑幕墙的防火节点的耐火极限要求等应符合《建筑设计防火规范》和《高层民用建筑设计防火规范》.

1.3建筑幕墙作为护构件要求密封性好,尤其是玻璃幕墙其开启部分面积要求不宜大于幕墙墙面面积的15%,且开启部分宜采用上悬结构,开启角度不宜大于15度.所以,以建筑幕墙为护结构的建筑物基本上是属于封闭性建筑物,防火设计应遵循预防为主、防消结合的工作方针,采取可靠的防火措施,立足自防自救,幕墙防火措施要与建筑主体的消防系统结合考虑.

1.4设计幕墙分格时要力求杆件与柱、梁、墙、楼板位置一致,避免交叉.一般地,幕墙立挺与柱要重合,幕墙横梁与建筑物楼板或主框梁、防火墙裙要吻合,避免一玻璃跨越两个防火分区,这样幕墙的主杆件才可以与建筑物主体可靠连接,防火区才得以封闭.幕墙的立柱和横梁一定要力求与主体结构的柱、梁、墙、楼板位置相一致,尽可能的避免交叉,避免出现一块玻璃跨越两个防火分区.这样防火分区才能易于实现封闭.

1.5无窗间墙和窗槛墙的玻璃幕墙,应在每层楼板外沿设置耐火极限不低于lh,高度不低于0.8m的不燃烧实体裙楼；或在幕墙内侧每层设间距<=2m的自动喷水喷头.

1.6玻璃幕墙与每层楼板、隔培处的缝隙,应采用不燃烧材料严密填实,楼板和隔墙处形成水平或垂直防火带.

1.7防火层的厚度和宽度应根据防火材料的耐火极限来决定.防火层应采用隔离措施.防火层的板应采用经防腐处理且厚度不小于1.5mm的耐热钢板,不得采用铝板.防火层的密封材料应采用防火密封胶,防火密封胶应有法定检机构的防火检验报告.

2幕墙防火材料的选择

建筑幕墙的主要材料均为不燃或难燃性材料,但是在耐火极限上有区别.

2.1幕墙的金属结构框架多为铝合金型材或钢型材,均为不燃烧材料.现在行业内有提倡使用钢龙骨幕墙的提法,原因是钢型材的耐火极限高于铝合金型材,而且强度、刚度也远远高于铝合金型材.如果将钢型材进行防火处理后,再对其装饰表面进行喷涂,会有很好的效果.特别是对防火有相对要求的建筑空间,应优先考虑.

2.2对有防火要求的幕墙,可按防火等级选用防火玻璃.当火灾发生时,单片防火玻璃遇火几分钟后,化学钢化层能够阻止蔓延和传递,起到防火保护作用；两层或多层复合防火玻璃,在遇火后,灌注固化在防火玻璃中间的防火胶粘剂,大量地吸收火焰中的热量,而发泡膨胀,同时变成不透明的白色,从而阻止迎火面火焰的热辐射向玻璃的背面传递.在此过程中玻璃保持完整,形成一个可以阻隔火焰、烟雾、热量和燃烧产生毒气扩散和蔓延的屏障.

2.3铝塑板作为外墙装饰材料在中国使用已近20年,铝单板和铝塑板的优势是色彩丰富,并且可以任意调色,容易满足设计要求,容易弯折造型,而且重量轻加工方便,有轻盈靓丽之感.缺点就是燃点低,聚乙烯芯材的燃点只有300℃,铝面层的燃点在550℃.所以在一定的火源量和火温条件下极易形成快速蔓延燃烧的火势,所以铝板和铝塑板是经不起这种烈火的烤炼.建筑装饰中应该选择防火铝塑板.但应该注意的是,防火铝塑板仅可以做装饰材料使用,能在一定程度上起到防火作用,然而火灾一旦发生,它的耐火性能就不能满足较高消防的需求.所以防火铝塑板不可以作为具有耐火极限要求的建筑构件材料使用.

2.4防火封修的设计.由于幕墙安装的连接特点,幕墙与每层楼板（垂直方向）及房间隔墙（水平方向）之间缝隙相当大,有的甚至达到150~300mm.这些间隙必须按照建筑物防火极限的要求进行防火封修设计.对防火有特别要求的建筑,更应该对每个防火分区的垂直、水平各方向上的封修进行构造节点设计.如防火层托板必须采用经过防腐处理且厚度不小于1.5mm的钢板,而不得采用铝板；防火层密封材料应采用有法定检测机构防火检测报告的防火密封胶等.这样既可以阻止火灾的蔓延,又可以增强每个建筑空间之间的隔音效果,是幕墙防火设计不可忽略的部分.而防火封修层的厚度应根据防火材料的耐火极限来决定.

近年来,由于许多建筑、设计、施工单位,片面追求低成本、高效率,使得设计不合理、施工不符合防火规范、施工材料选用不当,由此引发的火灾或带来的火灾隐患已成为建筑幕墙工程中不可忽视和亟待解决的重要问题.材料防火,系统防火才是根本的根本,安全意识是关键.同时,为了避免类似的悲剧重演,为了兼顾节能、防火安全的需要,政府有控制和淘汰落后的节能产品技术,以及即时推广应用节能节材、安全防火的新技术、新材料、新工艺的重要使命.