幕墙防火构造设计

防火构造设计

《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003条文说明指出：虽然玻璃幕墙本身一般不具有防火性能，但是它作为建筑的外围护结构，是建筑整体中的一部分，在一些重要的部位应具有一定的耐火性，而且应与建筑的整体防火要求相适应。玻璃幕墙与其周边防火分隔构件间的缝隙、与楼板或隔墙外沿间的缝隙、与实体墙面洞口边缘间的缝隙等，应进行防火封堵设计。防火封堵是目前建筑设计中应用比较广泛的防火、隔烟方法，是通过在缝隙间填塞不燃或难燃材料或由此形成的系统，以达到防止火焰和高温烟气在建筑内部扩散的目的。玻璃幕墙防火封堵构造系统的填充料及其保护性面层材料，应采用耐火极限符合设计要求的不燃烧材料或难燃烧材料。玻璃幕墙的防火封堵构造系统，在正常使用条件下，应具有伸缩变形能力、密封性和耐久性；在遇火状态下，应在规定的耐火时限内，不发生开裂或脱落，保持相对稳定性。防火封堵材料或封堵系统应经过国家认可的专业机构进行测试，合格后方可应用于实际幕墙工程。

玻璃幕墙的防火设计是一个非常重要的问题，一般幕墙玻璃均不耐火，在2500C即会炸裂，而且垂直幕墙与水平楼板之间往往存在缝隙，如果未经处理或处理不合理，火灾初起时，浓烟即已通过该缝隙向上层扩散（如图3-7）；火焰可通过这一层缝隙向上窜到上一层楼层（图3-8）；当幕墙玻璃开裂掉落后，火焰可从幕墙外侧窜至上层墙面烧裂上层玻璃幕墙后，窜入上层室内（图3-9~10）。美国安底斯大楼火灾，大面积玻璃幕墙成为火势向上蔓延的主要途径。1988年洛杉矶第一洲际银行大楼（62层）起火后，由于幕墙玻璃很快破裂，火焰沿外墙上卷延烧，造成十分惨重损失。1994年1月30日，上海沪西文化宫二楼火灾，由于外墙面为玻璃幕墙无防火设施，10~15min时间，杆件熔化掉落，玻璃炸裂，二、三层全部受灾。

图3-7 图3-8 图3-9

图3-10

为此《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045—95）对玻璃幕墙的防火作了专门规定，要求玻璃幕墙的设置应符合下列防火安全要求：

（1）窗间墙、窗槛墙的填充材料应采用非燃烧材料。如其外墙面采用而火极限不低于Ih的非燃烧

材料时，其墙内填充材料可采用难燃烧材料；

（2）无窗间墙和窗槛墙的玻璃幕，应在每层楼板外沿设置不低于80cm高的实体裙墙（图3-11）；

（3）玻璃幕墙与每层楼板、隔墙处的缝隙，必须用非燃烧材料严密填实。

图3-11

《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003规定：

1．玻璃幕墙的防火设计应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016的有关规定；高层建筑玻璃幕墙的防火设计尚应符合现行国家标准《高层民用建筑设计防火规范》GB50045的有关规定。虽然玻璃幕墙本身一般不具有防火性能，但是它作为建筑的外围护结构，是建筑整体中的一部分，在一些重要的部位应具有一定的耐火性，而且应与建筑的整防火要求相适应。防火封堵是目前建筑设计中应用比较广泛的防火、隔烟方法，是通过在缝隙部填塞不燃或难燃材料或由此形成的系统，以达到防止火焰和高温烟气在建筑内部扩散的目的。防火封堵材料或封堵系统应经过国家认可的专业机构进行测试，合格后方可应用于实际幕墙工程。

2．玻璃幕墙与其周边防火分隔构件的缝隙，与楼板或隔墙外沿间的缝隙，与实体墙面洞口边缘间的缝隙等，应进行防火封堵设计。耐久性、变形能力、稳定性是防火封堵材料或系统的基本要求，应根据缝隙的宽度缝隙的性质（如是否发生伸缩变形等）、相邻的构件材质、周边其它环境因素及设计要求，综合考虑，合理选用。一般而言，缝隙大，伸缩率大、防火等级高，则对防火封堵材料或系统的要求越高。

3．玻璃幕墙的防火封堵构造系统，在正常使用条件下，应具有伸缩变形能力、密封性能和耐久性；在遇火状态下，应在规定的耐火时限内，不发生开裂或脱落，保持相对稳定性。

4．玻璃幕墙防火封堵构造系统的填充料及其保护性面层材料，应采用耐火极限符合设计要求的不燃烧材料或难燃烧材料。玻璃幕墙的防火封堵构造系统有许多有效的做法，但无论何种方法构成系统的材料都应具备设计规定的耐火性能。

5．无窗槛墙的玻璃幕墙，应在每层楼板外沿设置耐火极限不低于1.0h、高度不低于0.8m 的不燃烧实体裙墙或防火玻璃裙墙。计算实体裙墙的高度时，可计入钢筋混凝土楼板厚度或边梁高度。

6．玻璃幕墙与各层楼板、隔墙外沿间的缝隙，当采用岩棉或矿棉封堵时，其厚度不应小于100mm，并应填充密实；楼层间水平防烟带的岩棉或矿棉宜采用厚度不小于1.5mm的镀锌钢板承托；承托板与主体结构、幕墙结构及承托之间的缝隙宜填充防火玻璃，其耐火极限应符合设计要求幕墙用防火玻璃主要包括单片防火玻璃，以及由单片防火玻璃加工的中空玻璃、夹层玻璃等。

7．同一幕墙玻璃单元，不宜跨越建筑物的两个防火分区。为了避免两个防火分区因玻璃破碎而相

通，造成火势迅速蔓延，规定同一玻璃板块不宜跨越两个防火分区。

97SJ103《铝合金玻璃幕墙》图集，提出了幕墙防火节点设计，是在主体结构梁底设≥100mm厚防

火层，这可以阻止火向上一层蔓延（即图3-8的窜火）。但对窜烟（图3-7）、卷火（图3-9~10）的问题还不能解决。据调查已建成采用幕墙的建筑大部份未设置80cm高防火裙墙，这是由于建筑师（业主）认为防火裙墙影响幕墙艺术效果，于是有人根据卷火直径约为1.2m的原理，提出在楼层上设30cm高的踏脚线，在圈梁底向下设约500mm硷档火板，这样加上圈梁(约400mm)高度，则总高度约为120cm，在踏脚线顶部和挡火板底部各用40mm厚硅酸铝（钙）板（耐火极限＞1h）封闭，在板与幕墙杆件（玻璃）间用防火密封胶密封，达到防止浓烟上窜，120cm高实体硷板可防止卷火，即使卷火使120cm范围内玻璃开裂再次进入幕墙与硷墙板之间，也被踏脚线顶部防火层挡住不能窜入上一层房间（图3-12）。

图3-12