建筑幕墙防火设计

建筑幕墙防火设计

作者：杨正发 张艺涛

来源：《装饰装修天地》2015年第09期

摘要：本文简要叙述了建筑幕墙防火设计的要求和设计的方法，总结了建筑幕墙防火设计中经常的问题及其解决办法。

关键词：建筑幕墙;幕墙防火设计;防烟层;防火节点 前 ;言

幕墙设计中的一个非常重要的功能要求-安全防火，建筑幕墙防火要求是根据相关的建筑规范具体提出来的。

一、建筑规范对幕墙防火的要求

建筑幕墙的防火设计，四个相关规范要求如下： 1.《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102中的要求

a.防火胶-进行防火封堵设计;b.高度不低于0.8m的不燃烧实体裙墙或防火玻璃裙墙;c.采用岩棉厚度不应小于100mm，不小于1.5mm的镀锌钢板承托。 2.《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133中的要求 与1.中的要求相似。

3.《建筑设计防火规范》GB50016中的要求

楼板的耐火极限为1.0h，即是幕墙设计层间隔断的最低要求。 4.《高层民用建筑设计防火规范》GB50045中的要求

无窗槛墙或窗槛墙高度小于0.80m的建筑幕墙，应在每层楼板外沿设置耐火极限不低于1.00h、高度不低于0.80m的不燃烧体裙墙或防火玻璃裙墙。 二、建筑幕墙防火设计需满足的条件

通过对以上各规范中对建筑幕墙防火的要求，以及工程设计的通用要求，总结如下：

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1.防火分区处的幕墙结构，必须设置与其相应的防火要求的防火结构。

2.层间防火至少达到二级防火要求，即层间耐火极限为1.00h。这是最低要求，即二级及其以下的建筑层间防火均按二级要求的耐火极限为1.00h设计，而一级的耐火极限为1.50h，比玻璃幕墙工程技术规范中的耐火极限（不小于）1.00h要高。 3.防火岩棉、矿棉的厚度不小于100mm。 4.承托材料为镀锌钢板，其厚度不小于1.5mm。

5.窗间墙小于0.8m的，应补充至不小于0.8m的耐火极限不低于1.0h的实体裙墙或防火玻璃裙墙。

6.幕墙与防火构件间的缝隙、与楼板或外沿间的缝隙、与实体墙面洞口边缘间的缝隙，应使用防火胶进行封堵。其作用主要是防止层间的窜烟。

7.防火封堵构造系统，应具有伸缩变形能力、密封性和耐久性，其中其自身的稳定性、耐久性至关重要。

8.防火封堵构造系统应经济实用。 9防火封堵构造系统应便于安装。 10.防火幕墙需按防火墙要求设计。 三、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。

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。

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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。

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，防火胶是避免人员死亡的最重要的防火设置。

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。

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。 四、建筑幕墙防火设计典型方法 图1中给出了幕墙防火节点设计示意图 1.图中窗间墙高度不小于800。

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。 3.镀锌钢板以射钉固定时，钉头需注防火胶。

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。 5.防火棉的厚度≧100mm。

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。

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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。

五、建筑幕墙防火设计经常出现的问题及解决的办法 1.防火胶缺漏。

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。 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。

4.防火板结构缺少支撑或支撑不当，稳定性无法保证。 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。 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。 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

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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。

六、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。

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kg/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。 2.防火构造不是越多越好。

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。

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。

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.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。

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。

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。 参考文献：

[1]玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003.

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[2]金属与石材幕墙工程技术规范JGJ133-2001. [3]建筑设计防火规范GB50016-2006. [4]高层民用建筑设计防火规范GB50045-1995.

[5]幕墙建筑防火设计及试验分析，吴如平，《中国幕墙网》2011-6. [6]铝合金玻璃幕墙97J103-1，国家建筑标准设计图集.

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