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淺談建筑幕墻的防火

文檔作者：江芙蓉史英麒文檔來源：沈陽遠大鋁業工程有限公司			點擊數：
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淺談建筑幕墻的防火
江芙蓉史英麒沈陽遠大鋁業工程有限公司
摘要：本文通過對建筑幕墻火勢蔓延的原因和方式進行研究，總結出幾類常用的幕墻防火結構，希望引起業內對幕墻
防火工作的重視。
關鍵詞：幕墻；防火：結構
Abstr舵t：ne article su姍arized several common t)rpes of curtain wall’s firepmofing through the study of reasons and ways of
b1Jilding curtain waU，as to pay attetion to fireproof of curtain wall．
Key words：curtain wall，firepmofing，stmcture
1 引言
隨著社會的發展、人口的增長，建筑用地，特別是大城市
的建筑用地也越來越緊張。這就造成了城市建筑高度不得不
越來越高的現狀。這在提高地塊的利用率，帶來一定的經濟
效益的同時。也存在著很大的安全隱患。因為消防硬件設備
的更新永遠也趕不上樓層高度增加的速度，高層建筑失火
后，現有的消防設備很難對起火點進行準確的滅火，導致火勢
進一步蔓延，救援難度不斷增加，死傷人數及財產損失也呈上
升趨勢。高層建筑火災的防控已經成為一個社會性的難題。
俗話說“大火無情”．讓我們來回顧一下無情的大火帶來
的損失和傷害1
1998年5月5日，洛杉磯62層的第一國際銀行大樓陷
入火海中，大火持續了5小時，共1層樓著火，導致1人喪
生，40多人受傷。
2004年5月4日．美國芝加哥Lasalle Bank大廈，大火
從29層開始連續燒了6個小時，由于建筑物周邊設有水平
防火帶及防火棉，有效抑制火勢向上發展，最終只有29層和
30層受到影響，無人死亡。
2009年2月9日，央視新址北配樓發生火災，該建筑高
約160IIl，東、南兩面著火，火勢高達100m。火災造成該建筑
外立面嚴重受損，損失高達50億元。
2009年8月10日，香港旺角嘉禾大廈發生火災，消防在
9時25分接報，3分鐘后抵達火場，現場已是濃煙密布，直到
下午3時13分。大火才被救熄。火災中有57人受傷，死亡4
人，其中包括2名消防員。
現代建筑多為高層建筑，一旦發生火災，火勢蔓延速度
快，煙氣流動迅速，疏散撲救困難。作為建筑的外圍護結
構——幕墻，如果能夠在設計時合理地進行防火設計，就能
夠抑制火災的蔓延，阻止煙氣的流動，為消防人員爭取更多
的救援時間。
2建筑幕墻火勢蔓延的原因及方式
2．1 建筑幕墻火勢蔓延的原因
建筑起火后．火勢蔓延程度主要取決于幕墻選材及構
造。合理地選擇幕墻材料并充分考慮幕墻的防火封堵，是阻
止或減緩火災火勢蔓延的關鍵。
以北京電視文化中心(TvcC)為例，這棟建筑位于央視
大樓(Cc’Ⅳ)北側，高159．68m。南北兩面為玻璃幕墻，帶鋁
裝飾條：東西兩側連同屋頂由鋼網架做金屬幕墻的支承結
構，外包鈦鋅板，中間為保溫層，內為薄鋼板包封；裙房為鈦
鋅板屋面的演播大廳。
該項目外立面大量應用了鈦鋅板作為裝飾材料，保溫材
料選用的是擠塑聚苯板。眾所周知。該棟建筑起火的原因是
因為燃放禮花彈，禮花彈燃燒時溫度最高可達到1700℃，而
鈦鋅板的熔點為400℃左右，擠塑聚苯板本身不具備防火性
能。當1000℃的禮花彈落于建筑屋頂時，直接融化了鈦鋅板
面層，而且引燃了背側的擠塑聚苯板，大火沿著擠塑聚苯板
迅速向下蔓延。
由于鈦鋅板幕墻不具備防火能力，且層間無有效防火封
堵，因此竄火嚴重，而南北立面的半鋼化玻璃有一定的阻燃
性能。且每層都有連續的防火封堵，因此毀壞程度較鈦鋅板
幕墻輕很多，只有與鈦鋅板幕墻交接的部位有玻璃燒壞脫落
現象。另外，由于鋁合金百葉為通風構造，室內的火向外竄
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出．導致鋁合金百葉被焚毀。并燒壞了周邊的玻璃幕墻。
根據這個典型的火災實例可以知道，選擇熔點高、較難
燃燒的材料作為幕墻面材，并設置完善的防火封堵是預防火
勢蔓延的關鍵所在。
2_2建筑幕墻火勢蔓延的方式
建筑幕墻火勢巖棉的主要方式有三種：竄火、卷火、竄煙。
2．2．1 竄火
竄火即火焰通過建筑梁與幕墻之間的間隙竄入上一層。
Tvcc鈦鋅板幕墻由于層間無有效防火封堵，導致竄火發生，
上下層鈦鋅板面材、龍骨及連接直接由于竄火焚毀，如圖1。
圖1 竄火
2．2．2 卷火
如果火勢較大燃燒時間長溫度很高。會造成幕墻面材的
破壞．火焰會通過面材破壞處進入到上一層，此為卷火。物體
燃燒需要空氣，隨著溫度的升高，大量空氣通過樓層之間和
幕墻的縫隙進入燃燒的室內。造成室內外壓差不斷增大，再
加上火焰的沖擊，普通玻璃在短時間內將會破碎，大量火焰
會沖入室外．再通過其它破碎玻璃的缺口進入上層室內，如
圖2。卷火主要發生在面材燒毀的情況下，所以幕墻應該盡量
選擇難燃的材料作為面材。
圖2卷火
2．2．3竄煙
竄煙即火焰燃燒產生的濃煙通過建筑梁與幕墻之間的
間隙大量串人上一層，如圖3所示。建筑幕墻如果沒有完善
的層間防火防煙封堵措施，將會導致竄煙嚴重。
圖3竄煙
3 建筑幕墻的材料選擇
建筑幕墻對于防火的性能來說可以分為防火幕墻及非
防火幕墻。一般建筑表面的幕墻均為非防火幕墻，而只有在
防火分區分界處及一些有特殊功能要求的建筑表面才設置
專門的防火幕墻。
3．1 防火幕墻的材料選擇
防火幕墻是一種特殊的幕墻形式，具有國家級實驗室測
試報告的防火幕墻一般為專業公司的產品。其面材、龍骨、連
接件及密封材料均具有很好的防火性能。較為知名的防火幕
墻生產商有金剛、瑞士JANsEN、FOR吼R等。這種幕墻為專
業產品，在此就不詳細介紹了。
3．2非防火幕墻中有防火要求部位的材料選擇
對于非防火幕墻的材料，如面材、龍骨、連接及密封材
料等等．現行規范中暫無具體要求。在這里我們也不做深入
討論。
普通的幕墻雖然不具備防火性能，但是根據國家、地方
關于各項幕墻防火規范的要求，普通幕墻的局部構造也需要
考慮防火功能的設置．例如保溫層的防火性能、層間封堵的
防火構造要求及防火性能、屋間封堵的防火構造要求及防
火性能等等。
國家對建筑材料燃燒性能等級的劃分見表1。
表1 建筑材料燃燒性能等級(根據GB 8624《建筑材料燃
燒性能分級方法》劃分)
1997標準2006標準
級別名稱級別名稱
A級不燃材料A1、A2級不燃材料
Bl級難燃材料B、C級難燃材料
B2級可燃材料D、E級可燃材料
B3級易燃材料F級易燃材料
對于建筑材料燃燒性能等級有新舊標準，但我們仍然習
慣上采用老標準的分法。
目前幕墻行業中常用的保溫材料燃燒性能等級如下：
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a)A級(不燃材料)：礦(巖)棉、玻璃棉；
b)B1級(難燃材料)：酚醛泡沫板；
c)B2級(可燃材料)：擠塑聚苯板、膨脹聚苯板、膠粉聚
苯顆粒、硬泡聚氨酯。
經試驗驗證．B2級中聚氨酯板遇火熊熊燃燒，火焰迅速
竄高，燃燒猛烈。一塊小板瞬間燃燒變為濃烈的黑煙；B2級
擠塑聚苯板一點就著，火焰迅猛，熔化物掉到地上，還繼續燃
燒，使火災不斷擴大．四處蔓延；膨脹聚苯板燃燒時體積消
失．熔化物質掉落，繼續引火。屬B1級防火材料的酚醛泡沫
板火點不著，只會碳化。酚醛俗稱電木，是難燃材料，發泡后
具有良好的保溫性能，改性后有良好的阻燃性，燃后表面形
成一層碳膜而自行熄滅。
雖然易燃保溫材料在全國范圍內已經禁止使用。但這類
保溫材料在我國很多地區還在廣泛使用。隨著火災的不斷發
生，幕墻防火問題逐漸凸顯。特別是央視大火之后，國家對幕
墻保溫材料的防火提出了明確規定，即《民用建筑外保溫系
統及外墻裝飾防火暫行規定》公通字[2009]46號(下簡稱46
號文)。
46號文的第五條對幕墻式建筑有下列規定：
a)建筑高度大于等于24m時，保溫材料的燃燒性能應
為A級。
b)建筑高度小于24m時，保溫材料的燃燒性能應為A
級或B1級。其中，當采用Bl級保溫材料時，每層應設置水平
防火隔離帶。
很多地方政府更是制定出許多較國家規范更嚴格的地
方標準，尤其在一些特殊地區，如北京、上海等一類城市，防
槲棉
鋼板
0一二1【
黧潮黼隧豳
握愁【¨￡‘ L
火性能有更高的要求。如北京地區的普通幕墻保溫材料防火
性能要求達到A級．因此只能選擇具有A級防火性能的保溫
巖棉及玻璃棉作為保溫材料使用。
另外。層問防火封堵及屋問防火封堵則必須采用具有A
級防火性能的防火棉作為封堵材料。
4建筑幕墻的防火結構
非防火幕墻系統的主要龍骨為鋁型材，面材多為普通鋼
化玻璃、鋁板等，密封膠多為硅膠，雖然這些材料均不防火，
這樣的建筑幕墻也不是真正的防火幕墻．不具有等級概念的
防火性能．但是合理的幕墻與建筑的周邊水平防火帶的設計
可以抑制火勢的蔓延和濃煙的散布，為救援爭取時間，減小
火災帶來的損失。
以下主要介紹非防火幕墻的防火結構。
4．1 玻璃幕墻層間防火
幕墻層間防火結構設置的目的主要是防竄火和竄煙。幕
墻規范要求，無窗檻墻的玻璃幕墻，應在每層樓板外沿設置
耐火極限不低于1．0h．高度不低于0．8m的不燃燒實體裙墻
或防火玻璃裙墻j
如圖4所示．在結構梁下設置一道防火帶，以1．5mm厚
鍍鋅鋼板來承托防火巖棉或礦棉，防火棉的厚度不小于
100mm并密實填充，在鍍鋅鋼板與結構和幕墻龍骨交接的周
邊打上防火密封膠，鍍鋅鋼板上還可刷一層防火漆。這道防
火帶可以在一定時間內起到防止向上竄火的作用，同時也起
到防止竄煙的作用。另外在結構梁上部加設一道防煙帶，一
旦下部防火鍍鋅鋼板被燒穿．防火巖棉開始脫落也可阻止向
上蔓延。
4尸1T， o 保溫材$
譖隧}
j 灘——
一
100fnlll防火
匿蹶瓶
r 1．5mm鍍鋅+
靼位
圖4框架幕墻層間防火封修節點
單位：mm
保溫材料
00mm防火巖棉
I．5mm鍍鋅鋼板
圖5單元幕墻層問防火封修節點
板
單元幕墻的層間防火結構與框架幕墻層間防火類似，最
重要的是需要保證防火帶與結構的總高度要不小于800mm，
并且需要將龍骨與主體結構之間的連接系統保護在防火帶
中，單元幕墻層間防火節點如圖5。
現在越來越多的建筑采用主體鋼結構的形式。這樣的建
筑其幕墻層間防火封修節點如圖6。主體鋼結構外表面都會
做防火處理，即在表面涂刷一層防火涂料或者防火漆，幕墻
的防火封修需要將龍骨與主體鋼結構用1．5mm鍍鋅鋼板連
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接，密實填充100mm厚防火巖棉，并保證防火帶與結構的總
高度要不小于800mm。
目i謄
獻心添瀑忒汰添心料懣劃保溫材料
建
i ’——Ⅱ
； 哪I
{ ／／ 一
i 主體鋼結構
^＼ l 夕10011lnl防火7÷棉
恿洲洲ll J．．1
；阿墾。1．5nm·鍍鋅俐板
圖6幕墻層間防火封修節點
點式玻璃幕墻的層間防火封修如圖7。為了保證點式玻璃
幕墻的通透性，其層間防火封修應選用防火玻璃，但是由于防
火玻璃應力大，開孔容易爆，成品率低，所以我們在豎龍骨
與玻璃面之間采用防火玻璃封修．在豎龍骨與建筑結構之
間仍然使用1．5mm鍍鋅鋼板包裹100mm防火巖棉進行防
火封修，為了使內視效果更佳，可以使用不銹鋼板代替鍍鋅
鋼板。
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1．5Ⅲ
單位：nml
防火玻璃
．E中空玻璃
nn，防火巖棉
m鍍鋅鋼板
圖7點式幕墻層間防火封修節點
4．2玻璃幕墻相鄰房間的防火
圖8幕墻防火封修節點
對于同一樓層跨相臨兩房間的幕墻的防火．在豎龍骨與結
構墻之間用兩層1．5mm鍍鋅鋼板封堵，之間密實填充防火巖棉
或礦棉，如圖8、圖9所示，可以起到水平防火和防煙的作用。
4．3石材幕墻的防火
大面積應用石材幕墻的建筑，每層在層間加設一道防火
帶，石材幕墻防火節點如圖10。
圃
圖9幕墻防火封修節點
圖10石材幕墻防火封修節點
5幕墻防火設計要點
通過上述建筑幕墻的防火結構設計節點的簡述．可以總
結出以下幾條幕墻防火設計要點：
a)包含結構梁在內的防火總高度要不小于800mm，以
保證1h不透煙、不竄火：
b)層間防火封修盡量在橫框部位；
c)幕墻與主體的連接系統盡量保護在梁下的防火封修
和梁上的防煙封修之間，以免連接系統在大火中失效導致幕
墻整體與主體分離：
d)與玻璃幕墻連成一個整面的金屬百葉幕墻，在層間
部位也應設置防火。
6結語
防火性能是檢驗幕墻安全性的重要依據之一，現代的高
層建筑一旦發生火災，將會給人們的生命安全造成威脅并
帶來重大的經濟損失，所以幕墻的防火安全必須引起行業
的高度重視。
參考文獻：
[1]GB，I'21086—2007．建筑幕墻[S]．
【2】JGJ 102—2003．玻璃幕墻工程技術規范【s】．
[3]GB 50016—2013．建筑防火設計規范[s】．
[4]GB 50045—95(2005版)．高層民用建筑設計防火規范[s】．
2013．09 17
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