民用建筑幕墙防火设计关键问题的

摘 要：根据国家建筑设计防火规范的有关规定,探讨了民用建筑幕墙防火设计的几个关键问题,可供从事建筑幕墙设计、施工和监理的技术人员参考.

1前言

最近几年,在建和已交付使用的建筑幕墙火灾频发,引起了全社会的关注.2009年9月25日、住房和城乡建设部联合颁布了《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》（公通字[2009]46号）,对建筑幕墙保温材料的使用作了严格的限制,并重申了对建筑幕墙防火构造及防火封堵的要求.2011年3月14日又下发了《进一步明确民用建筑外保温材料消防建筑管理有关要求的通知》（公消[2011]65号）,规定在新标准发布前,从严执行公通字[2009]46号文第二条规定,民用建筑外保温材料采用燃烧性能为的材料.目前,由《建筑设计防火规范》GB50016与《高层民用建筑设计防火规范》GB50045整合而成的新版《建筑设计防火规范》正在审核修订之中.为了贯彻执行国家的有关方针政策,正确运用建筑设计防火规范的标准要求,使建筑幕墙的防火设计做到安全适用、技术先进、经济合理,对建筑幕墙防火设计的关键问题进行研究探讨具有重要的社会价值和现实意义.

2民用建筑的耐火等级

现行国家规范《建筑设计防火规范》GB50016-2006[1],适用于9层及9层以下的居住建筑、低于等于24m的公共建筑、高于24m的单层公共建筑、厂房、仓库等新建、扩建和改建的建筑物.规范根据建筑物的使用性质、规模大小和高度把民用建筑的耐火等级分为一、二、三、四级,并规定了民用建筑的耐火等级、最多允许层数和防火分区最大允许建筑面积.

现行国家规范《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（2005版）[2],适用于新建、扩建和改建的十层及十层以上的居住建筑、高于24m的公共建筑及其裙房.规范应根据建筑的使用性质、火灾危险性、疏散和补救难度等因素把高层建筑分为一类和二类,耐火等级分为一、二两级,并规定一类高层建筑的耐火等级应为一级,二类高层建筑的耐火等级不应低于二级.裙房的耐火等级不应低于二级.高层建筑地下室的耐火等级应为一级.

在确定建筑物的耐火等级时,要考虑建筑物的规模、重要程度、火灾危险性、火灾荷载等多方面的因素.从安全的角度来讲,建筑物的耐火性能愈高愈好,但从经济的角度来看,建筑物的耐火等级高造价就高.因此,一个优秀的建筑防火设计方案应该使建筑物具有与之相适应的耐火安全储备,从而实现安全与经济的协调统一.建筑幕墙是建筑物的护结构或装饰性结构,其防火要求由其所属建筑物的耐火等级确定.在进行某建筑物的幕墙防火设计时,应查阅其建筑施工图的建筑设计总说明,明确建筑物的耐火等级.

3现行规范对幕墙防火设计的要求

建筑幕墙是由支承结构体系与面板组成的、可相对主体结构有一定位移能力、不分担主体结构所受作用的建筑护结构或装饰性结构,通常用作建筑物的非承重外墙.

根据文献[1]和文献[2]的规定,民用建筑不同耐火等级非承重外墙的燃烧性能和耐火极限要求为：

一级,不燃烧体1.00h；二级,不燃烧体1.00h；,难燃烧体0.50h；四级,燃烧体.

由于耐火等级为以下民用建筑限制在5层以下,民用建筑的耐火等级大多数为一、二级.也就是说,建筑物的非承重外墙,在一般情况下应该采用不燃烧体,其耐火极限要求为1.00h.

对建筑物来说,非承重外墙的耐火极限要求为1.00h是对窗间墙与窗槛墙的要求.窗间墙是在建筑外立面上,水平方向左右两窗之间的实体墙（包括柱或构造柱）.窗槛墙是在建筑外立面上,垂直方向上下两窗之间的实体墙（包括楼板及位于楼板边缘的梁）.除了不满足防火构造要求时需要采用防火窗外,现行规范对外墙上的窗户部分并没有耐火极限的要求.

以往的经验表明,在一般情况下窗槛墙的高度不小于0.8m就可以起到防止火灾向上蔓延的作用.文献[3]应用FDS建立建筑外墙开口溢流火灾研究数值模型,采用非稳态t2火模型设计6种工况,对比分析了窗槛墙和防火挑檐的阻隔性能.结果表明,在设定火灾场景下,窗槛墙高度为1、1.2m时室外温度分布情况和0.8m时分别不大.

通过以上分析,我们就不难理解文献[1]和文献[2]对建筑幕墙防火设计的规定：

1）窗槛墙、窗间墙的填充材料应采用不燃材料.当外墙面采用耐火极限不低于1.00h的不燃烧体时,其墙内填充材料可采用难燃材料；

2）无窗间墙和窗槛墙的幕墙,应在每层楼板外沿设置耐火极限不低于1.00h、高度不低于0.8m的不燃烧实体裙墙；

3）幕墙与每层楼板、隔墙处的缝隙应采用防火封堵材料封堵.

由此可见,现行规范对建筑幕墙防火设计的规定是安全适用、经济合理的,基本符合我国现阶段社会和经济发展的需求.要提高建筑幕墙防御火灾的能力,关键问题是要深入理解规范的要求,并在建筑幕墙防火设计中正确运用,把规范的规定落实到节点的设计、材料的采购和施工安装的整个过程.同时,相关规范进行修订时,也要根据高层及超高层建筑技术的发展,作出更明确、更细化的规定.

4幕墙防火设计问题的几点建议

4.1可燃或难燃材料的使用应加以限制

建筑幕墙材料主要包括框架材料、饰面材料、密封材料、保温材料和五金配件.

幕墙的框架材料一般使用铝合金型材、钢型材或钢铝组合构造,但有时候也可能采用木材或其它一些可燃或难燃的复合材料.

幕墙的饰面材料品种繁多,包括玻璃及其制品、石材、金属板材和人造板材等.玻璃、石材、金属板材和无机人造板材在通常的情况下都属于不燃材料,但其复合制品和有些人造板材则有可能是可燃或难燃材料,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.

幕墙的密封材料指胶条、密封胶、双面胶带、泡沫棒等,一般为可燃或难燃材料,由于密封材料在幕墙构造中所占的比例不高,不会对火灾垂直蔓延起主导作用,可不作限制.