构件式玻璃幕墙的防火设计与施工要点

陈振达

(福建金帝装饰工程发展有限公司， 福建 362000)

0 引言

由于构件式玻璃幕墙的应用对于提升建筑物外观设计风格和整体装饰效果具有促进作用，且造价合理，施工方便，生产车间制作，施工现场安装，施工工序简单易行，在我国建筑工程中应用非常广泛。但是，长期以来建筑物的火灾事故时常发生，特别是玻璃幕墙如果防火措施不力将成为建筑物防火的一个薄弱环节，导致火灾和浓烟迅速扩大和漫延，造成极其严重的生命和财产损失，因此，玻璃幕墙的防火问题至关重要，如何提高玻璃幕墙的防火性能，主要取决于玻璃幕墙的防火设计与施工。

1 玻璃幕墙成为建筑物防火的薄弱环节的原因分析

（1）由于玻璃幕墙结构系统特征容易被大火破坏，造成火灾迅速扩大，究其原因，首先应从构件式玻璃幕墙的结构和性质上进行分析。

建筑中常用的玻璃幕墙面板为钢化玻璃，属于脆性材料，窗户玻璃虽然在900℃左右才会熔化，但在火灾条件下，由于玻璃受热不均匀，受到窗框的限制

膨胀变形，以及内外表面温差太大等原因，往往在250℃左右就开裂破碎。也就是说，门窗玻璃在大火火焰或高温作用下，很快就会破碎脱落，火舌将直接从这些破损的窗洞口窜入室内，引燃室内大量可燃物，导致火灾迅速蔓延，致使整个建筑立体轰燃，水平方向和垂直方向的救援难度都有所增加，引发更大的生命财产损失。

（2）构件式玻璃幕墙主要是由金属构架和玻璃面板构成。幕墙立柱与建筑主体结构的连接是通过钢角码及钢埋件来完成的，由于钢角码的外挑，使玻璃幕墙与主体结构墙体形成空腔间隙，如果没有做好空腔的水平和竖向防火封堵，就会成为火灾迅速扩大和漫延的通道，造成火灾的危害性加大。

（3）当建筑设计没有外围实体墙或窗槛墙时，玻璃幕墙直接作为房间的外墙，和建筑的四周形成上下左右通透的间隙空腔，如果层间水平间缝或房间竖向隔墙间缝没有做好防火层进行防火封堵，火灾及浓烟将会跨层、跨房间或跨防火分区四处漫延流窜，当大火燃烧一定时间后幕墙系统将受到严重破坏，使火灾迅速扩大。

（4）当建筑外围有实体墙或窗槛墙时，玻璃幕墙作为建筑物的外装饰围护结构，与主体结构墙体产生横向或竖向的间隙，如果没有做好玻璃幕墙与墙体之间的水平防火隔离带或竖向防火隔离带，玻璃幕墙与外墙之间的间隙尤如一道垂直大烟囱，发生火灾时大火及浓烟将迅速向上下左右及房间发生蔓延和流窜。

（5）发生火灾时，当玻璃幕墙没有做好防火封堵或玻璃幕墙结构体系在大火的燃烧过程中被破坏时，引发外墙不良保温材料燃烧，致使大量的烟尘和有毒气体直接引起人体呼吸道发生机械阻塞，减少肺部有效呼吸面积，造成缺氧现象，导致群死群伤的恶性后果。其实，大部分的人员伤亡很多时候不是被烧死而是由于烟雾窒息而死。因此，做水平或竖向防火封堵时，不但要防止火灾的扩大，还要防止浓烟的流窜，这就要求防火层的材料必须能在规定时限内不被大火烧毁而穿越，同时防火层还应达到密封效果，不得产生漏烟。

总之，玻璃幕墙的防火应借助防火材料来有效封堵，确保玻璃幕墙在水平方向和竖直方向的所有缝隙被堵严，才可避免大火和烟雾流窜扩大。防火封堵是目前构件式玻璃幕墙防火、隔烟的常用的、有效的方法。

2 玻璃幕墙防火设计的依据

（1）构件式玻璃幕墙在框支撑玻璃幕墙系统中有明框、隐框、半隐框等几种结构形式，防火设计首先应根据工程建筑设计的防火标准、防火等级及特定的施工说明要求进行设计。

（2）根据国家和行业《建筑设计防火规范》(GB50016-2014)、《建筑幕墙》GB/T21086-2007、《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ 102-2013、《玻璃幕墙工程质量检验标准》JGJ/T 139-2001等的相关规范、标准要求进行设计。

（3）玻璃幕墙的立面分格设计应根据土建工程的建筑设计立面分格图，结合防火安全、主体结构特征及各方面因素综合考虑，必要时进行适当的调整。

（4）应熟悉系列图纸及其内容要求，尤其是要明确并严格尊照整体工程的防火分区布置，不得随意改变。

3 玻璃幕墙防火设计要点

（1）建筑外墙在上下层开口处如采取实体墙分隔（即窗榄墙），墙体的高度不低于0.8m，否则应设置高度不低于1.2m的实体裙墙或防火玻璃裙墙，其耐火极限不小于1h，其中，楼板厚度以及边梁高度可以计入裙墙高度。 如果采取防火挑檐分隔，挑檐的宽度不低于1m，长度应大于开口宽度，耐火隔热性及耐火完整性应不小于1h。

（2）玻璃幕墙的立面分格设计，首先根据工程建筑设计的立面分格图，结合防火安全、主体结构特征、建筑物的层高，房间的立面尺寸、幕墙的连接结构受力、幕墙的防火设置需要，进行合理的玻璃幕墙的立面分格设计调整，尤其时应注意立面分格尽可能杜绝一块玻璃跨越二个防火分区，或者一块玻璃跨越两个楼层及房间的现象，在无法避免的情况下该跨越部位的玻璃宜采用防火玻璃，以免玻璃在火灾燃烧时破裂使火焰和烟雾在楼层之间或房间之间迅速扩散和蔓延。

（3）玻璃幕墙水平及竖向防火封堵部位的设计。一般来说，玻璃幕墙的防火封堵系统所在位置和节点施工方式要与幕墙横梁和立柱有机融合，从而有利于封堵系统的加固及密封。如在特殊状态下，需要跨越建筑物上下、左右相邻的防火分区而防火隔断又无法固定于幕墙横梁和立柱的情况下，幕墙应设置完备的构件系统作为防火隔断的重要附加支撑，从而保障防火系统在耐火时限内不会产生破坏。

（4）玻璃幕墙在楼层间的水平防火层通常沿楼面梁位置进行设置，才能进行有效防火封堵，当玻璃幕墙在无墙体的情况下除应按规范要求设置0.8m的不燃裙墙外，其层间水平防火层应设置在不燃裙墙范围内。

（5）玻璃幕墙在以下部位应设置防火层：1）与每层楼的层间水平楼面梁位置上；2） 与主体墙面洞口边缘之间缝隙；3）与不同防火分区的隔墙间的缝隙；4）与其相邻防火分隔构件之间缝隙等均要实施防火封堵，设置水平或垂直的连续防火层进行有效隔断。

（6）玻璃幕墙的防火封堵系统有许多有效的做法，但无论何种方法，封堵系统的节点做法均应严格按照现行规范要求进行设计，其通常做法如下;

1）构件式玻璃幕墙层间水平防火连续隔断节点。

2）构件式玻璃幕墙不同防火分区竖向连续隔断节点。

3） 有窗槛墙的不同房间竖向隔断节点，

（7）玻璃幕墙的防火封堵系统应具备的基本性能要求是，在一般情况下，应具备伸缩变形能力、密封性能和持续耐久性能；在发生火灾的情况下，要确保在既定的耐火时限标准之内，不产生开裂及脱落情况，保持玻璃幕墙的相对稳定。

（8）关于封堵系统的填充料，应采用耐火极限满足设计标准的，受到火焰或高温作用时，不着火、不冒烟的不燃或难燃材料。一般要求不燃或难燃材料的

耐火时限为2h以上。岩棉、矿棉或玻璃棉是比较常见的不燃或难燃材料，对于这些材料的填充厚度应不低于10cm，确保填充的密实度符合要求。同时应采取有效措施避免密封不严和受潮变形。因此可设置符合耐火要求的保护层材料，如厚度不低于1.5 mm的镀锌钢板，避免使用铝塑板等耐火时限较低的材料。

⑨ 防火棉吸热后，容易致使与其接触之处的幕墙材料迅速升温，如果防火封堵系统没有和幕墙玻璃相隔离，当防火封堵系统传热超过玻璃的耐热温度时就会使玻璃碎裂。而保护钢板受热的过程中也容易引起弯曲，与玻璃接触之处引起的挤压应力也会使玻璃碎裂。因此，防火封堵系统的填充料和保护钢板要与玻璃面板相互隔离，避免上述现象的发生。

⑩ 设计图纸应经过审核审定后送有资质的审图机构核准后方可出施工图进行施工。

5 玻璃幕墙防火封堵施工要点

5.1 玻璃幕墙防火封堵施工前准备工作要点

① 严格按照玻璃幕墙设计图纸组织施工。施工前应掌握幕墙图纸的重要技术要求，对防火封堵系统的施工位置及节点要求进行充分领会。经过图纸自审发现图纸中的不符合规范或不合理问题，及时在图纸会审中提出，以便及时得到解决。

② 由项目部技术人员编写幕墙防火施工方案，并经项目部技术负责人进行审核，后送土建总包单位确认，最后送监理部门核准。

③ 由项目部施工技术人员负责对施工班组进行施工技术交底，明确施工难点、要点，确保玻璃幕墙防火封堵系统严格按照图纸及现行规范进行施工。

④ 加强对防火材料质量的控制与管理，确保材料品种、规格、材质性能等符合设计要求并满足耐火性能的需要。防火材料应有相应的产品合格证或质量保证书，防火密封胶除了应有产品合格证还应有法定检验机构的防火检验报告。

⑤ 把好材料验收关，材料使用前，应先进行入库检验合格的基础上，填写报验单提前送监理方，监理部门经验收合格签署审核意见后方可进场使用。

5.2 玻璃幕墙防火封堵操作要点

① 熟悉工程玻璃幕墙图纸中的防火节点图做法，等待玻璃幕墙的立柱和横梁安装完毕，进行尺寸、安装位置、立柱双向垂直度、横梁水平度等质量检查效

核后方可进行防火封堵施工操作。

② 防火层的镀锌钢板，应按图纸设计要求，通常采用1.5mm厚度的镀锌钢板，应根据现场的实际尺寸和图形进行预加工，需作角度弯曲成形时应采用金属板弯曲机弯曲成形。

③ 先安装镀锌钢板，使镀锌钢板一边紧靠幕墙的铝合金横梁、立柱，另一边紧靠主体结构的钢筋混凝土梁、柱，方可固定牢靠，必要时采取增加角钢以及紧固件等构件的方法来增强防火层与楼板的紧密程度。

④ 防火棉不能小于图纸设计的厚度，通常10cm以上，防火棉可先采用铝泊进行包裹，然后安装在成形的镀锌钢板里面，防火棉应填密实，检查发现有不密实的空隙，可采用防火棉条紧密填塞挤压防火棉，然后打喷胶覆盖防火棉构成密闭的防火系统，提高玻璃幕墙耐火极限。

6 结束语

我国《建筑设计防火规范》及《高层建筑设计防火规范》明确了玻璃幕墙防火封堵系统的基本要求和相关标准，要求幕墙设计单位重视幕墙的防火设计工作，务必按照规范的要求和标准进行设计，并对其设计责任负责。作为施工单位，应按照玻璃幕墙的施工图纸与施工方案组织施工，严把材料质量关和施工质量关，对建设工程的施工质量负责。建设单位及监理部门应加强监管控制，对建设项目的质量安全负责。总之，建设、设计、施工、监理各方应各负其责，全面落实工程建设监、管、控工作，以防为主，杜绝安全隐患，确保生命财产安全。

[1]《建筑设计防火规范》GB50016－2014

[2]《建筑幕墙》GB/T21086-2007

[3]《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ 102-2013.

[4]《玻璃幕墙工程质量检验标准》JGJ/T 139-2001.