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浅谈建筑幕墙的防火

文档作者：江芙蓉史英麒文档来源：沈阳远大铝业工程有限公司		点击数：	更新时间： 2021年03月02日
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浅谈建筑幕墙的防火
江芙蓉史英麒沈阳远大铝业工程有限公司
摘要：本文通过对建筑幕墙火势蔓延的原因和方式进行研究，总结出几类常用的幕墙防火结构，希望引起业内对幕墙
防火工作的重视。
关键词：幕墙；防火：结构
Abstr舵t：ne article su姗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
随着社会的发展、人口的增长，建筑用地，特别是大城市
的建筑用地也越来越紧张。这就造成了城市建筑高度不得不
越来越高的现状。这在提高地块的利用率，带来一定的经济
效益的同时。也存在着很大的安全隐患。因为消防硬件设备
的更新永远也赶不上楼层高度增加的速度，高层建筑失火
后，现有的消防设备很难对起火点进行准确的灭火，导致火势
进一步蔓延，救援难度不断增加，死伤人数及财产损失也呈上
升趋势。高层建筑火灾的防控已经成为一个社会性的难题。
俗话说“大火无情”．让我们来回顾一下无情的大火带来
的损失和伤害1
1998年5月5日，洛杉矶62层的第一国际银行大楼陷
入火海中，大火持续了5小时，共1层楼着火，导致1人丧
生，40多人受伤。
2004年5月4日．美国芝加哥Lasalle Bank大厦，大火
从29层开始连续烧了6个小时，由于建筑物周边设有水平
防火带及防火棉，有效抑制火势向上发展，最终只有29层和
30层受到影响，无人死亡。
2009年2月9日，央视新址北配楼发生火灾，该建筑高
约160IIl，东、南两面着火，火势高达100m。火灾造成该建筑
外立面严重受损，损失高达50亿元。
2009年8月10日，香港旺角嘉禾大厦发生火灾，消防在
9时25分接报，3分钟后抵达火场，现场已是浓烟密布，直到
下午3时13分。大火才被救熄。火灾中有57人受伤，死亡4
人，其中包括2名消防员。
现代建筑多为高层建筑，一旦发生火灾，火势蔓延速度
快，烟气流动迅速，疏散扑救困难。作为建筑的外围护结
构——幕墙，如果能够在设计时合理地进行防火设计，就能
够抑制火灾的蔓延，阻止烟气的流动，为消防人员争取更多
的救援时间。
2建筑幕墙火势蔓延的原因及方式
2．1 建筑幕墙火势蔓延的原因
建筑起火后．火势蔓延程度主要取决于幕墙选材及构
造。合理地选择幕墙材料并充分考虑幕墙的防火封堵，是阻
止或减缓火灾火势蔓延的关键。
以北京电视文化中心(TvcC)为例，这栋建筑位于央视
大楼(Cc’Ⅳ)北侧，高159．68m。南北两面为玻璃幕墙，带铝
装饰条：东西两侧连同屋顶由钢网架做金属幕墙的支承结
构，外包钛锌板，中间为保温层，内为薄钢板包封；裙房为钛
锌板屋面的演播大厅。
该项目外立面大量应用了钛锌板作为装饰材料，保温材
料选用的是挤塑聚苯板。众所周知。该栋建筑起火的原因是
因为燃放礼花弹，礼花弹燃烧时温度最高可达到1700℃，而
钛锌板的熔点为400℃左右，挤塑聚苯板本身不具备防火性
能。当1000℃的礼花弹落于建筑屋顶时，直接融化了钛锌板
面层，而且引燃了背侧的挤塑聚苯板，大火沿着挤塑聚苯板
迅速向下蔓延。
由于钛锌板幕墙不具备防火能力，且层间无有效防火封
堵，因此窜火严重，而南北立面的半钢化玻璃有一定的阻燃
性能。且每层都有连续的防火封堵，因此毁坏程度较钛锌板
幕墙轻很多，只有与钛锌板幕墙交接的部位有玻璃烧坏脱落
现象。另外，由于铝合金百叶为通风构造，室内的火向外窜
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万方数据
出．导致铝合金百叶被焚毁。并烧坏了周边的玻璃幕墙。
根据这个典型的火灾实例可以知道，选择熔点高、较难
燃烧的材料作为幕墙面材，并设置完善的防火封堵是预防火
势蔓延的关键所在。
2_2建筑幕墙火势蔓延的方式
建筑幕墙火势岩棉的主要方式有三种：窜火、卷火、窜烟。
2．2．1 窜火
窜火即火焰通过建筑梁与幕墙之间的间隙窜入上一层。
Tvcc钛锌板幕墙由于层间无有效防火封堵，导致窜火发生，
上下层钛锌板面材、龙骨及连接直接由于窜火焚毁，如图1。
图1 窜火
2．2．2 卷火
如果火势较大燃烧时间长温度很高。会造成幕墙面材的
破坏．火焰会通过面材破坏处进入到上一层，此为卷火。物体
燃烧需要空气，随着温度的升高，大量空气通过楼层之间和
幕墙的缝隙进入燃烧的室内。造成室内外压差不断增大，再
加上火焰的冲击，普通玻璃在短时间内将会破碎，大量火焰
会冲入室外．再通过其它破碎玻璃的缺口进入上层室内，如
图2。卷火主要发生在面材烧毁的情况下，所以幕墙应该尽量
选择难燃的材料作为面材。
图2卷火
2．2．3窜烟
窜烟即火焰燃烧产生的浓烟通过建筑梁与幕墙之间的
间隙大量串人上一层，如图3所示。建筑幕墙如果没有完善
的层间防火防烟封堵措施，将会导致窜烟严重。
图3窜烟
3 建筑幕墙的材料选择
建筑幕墙对于防火的性能来说可以分为防火幕墙及非
防火幕墙。一般建筑表面的幕墙均为非防火幕墙，而只有在
防火分区分界处及一些有特殊功能要求的建筑表面才设置
专门的防火幕墙。
3．1 防火幕墙的材料选择
防火幕墙是一种特殊的幕墙形式，具有国家级实验室测
试报告的防火幕墙一般为专业公司的产品。其面材、龙骨、连
接件及密封材料均具有很好的防火性能。较为知名的防火幕
墙生产商有金刚、瑞士JANsEN、FOR吼R等。这种幕墙为专
业产品，在此就不详细介绍了。
3．2非防火幕墙中有防火要求部位的材料选择
对于非防火幕墙的材料，如面材、龙骨、连接及密封材
料等等．现行规范中暂无具体要求。在这里我们也不做深入
讨论。
普通的幕墙虽然不具备防火性能，但是根据国家、地方
关于各项幕墙防火规范的要求，普通幕墙的局部构造也需要
考虑防火功能的设置．例如保温层的防火性能、层间封堵的
防火构造要求及防火性能、屋间封堵的防火构造要求及防
火性能等等。
国家对建筑材料燃烧性能等级的划分见表1。
表1 建筑材料燃烧性能等级(根据GB 8624《建筑材料燃
烧性能分级方法》划分)
1997标准2006标准
级别名称级别名称
A级不燃材料A1、A2级不燃材料
Bl级难燃材料B、C级难燃材料
B2级可燃材料D、E级可燃材料
B3级易燃材料F级易燃材料
对于建筑材料燃烧性能等级有新旧标准，但我们仍然习
惯上采用老标准的分法。
目前幕墙行业中常用的保温材料燃烧性能等级如下：
2013．09 15
万方数据
a)A级(不燃材料)：矿(岩)棉、玻璃棉；
b)B1级(难燃材料)：酚醛泡沫板；
c)B2级(可燃材料)：挤塑聚苯板、膨胀聚苯板、胶粉聚
苯颗粒、硬泡聚氨酯。
经试验验证．B2级中聚氨酯板遇火熊熊燃烧，火焰迅速
窜高，燃烧猛烈。一块小板瞬间燃烧变为浓烈的黑烟；B2级
挤塑聚苯板一点就着，火焰迅猛，熔化物掉到地上，还继续燃
烧，使火灾不断扩大．四处蔓延；膨胀聚苯板燃烧时体积消
失．熔化物质掉落，继续引火。属B1级防火材料的酚醛泡沫
板火点不着，只会碳化。酚醛俗称电木，是难燃材料，发泡后
具有良好的保温性能，改性后有良好的阻燃性，燃后表面形
成一层碳膜而自行熄灭。
虽然易燃保温材料在全国范围内已经禁止使用。但这类
保温材料在我国很多地区还在广泛使用。随着火灾的不断发
生，幕墙防火问题逐渐凸显。特别是央视大火之后，国家对幕
墙保温材料的防火提出了明确规定，即《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(下简称46
号文)。
46号文的第五条对幕墙式建筑有下列规定：
a)建筑高度大于等于24m时，保温材料的燃烧性能应
为A级。
b)建筑高度小于24m时，保温材料的燃烧性能应为A
级或B1级。其中，当采用Bl级保温材料时，每层应设置水平
防火隔离带。
很多地方政府更是制定出许多较国家规范更严格的地
方标准，尤其在一些特殊地区，如北京、上海等一类城市，防
槲棉
钢板
0一二1【
黧潮黼隧豳
握愁【¨￡‘ L
火性能有更高的要求。如北京地区的普通幕墙保温材料防火
性能要求达到A级．因此只能选择具有A级防火性能的保温
岩棉及玻璃棉作为保温材料使用。
另外。层问防火封堵及屋问防火封堵则必须采用具有A
级防火性能的防火棉作为封堵材料。
4建筑幕墙的防火结构
非防火幕墙系统的主要龙骨为铝型材，面材多为普通钢
化玻璃、铝板等，密封胶多为硅胶，虽然这些材料均不防火，
这样的建筑幕墙也不是真正的防火幕墙．不具有等级概念的
防火性能．但是合理的幕墙与建筑的周边水平防火带的设计
可以抑制火势的蔓延和浓烟的散布，为救援争取时间，减小
火灾带来的损失。
以下主要介绍非防火幕墙的防火结构。
4．1 玻璃幕墙层间防火
幕墙层间防火结构设置的目的主要是防窜火和窜烟。幕
墙规范要求，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j
如图4所示．在结构梁下设置一道防火带，以1．5mm厚
镀锌钢板来承托防火岩棉或矿棉，防火棉的厚度不小于
100mm并密实填充，在镀锌钢板与结构和幕墙龙骨交接的周
边打上防火密封胶，镀锌钢板上还可刷一层防火漆。这道防
火带可以在一定时间内起到防止向上窜火的作用，同时也起
到防止窜烟的作用。另外在结构梁上部加设一道防烟带，一
旦下部防火镀锌钢板被烧穿．防火岩棉开始脱落也可阻止向
上蔓延。
4尸1T， o 保温材$
谮隧}
j 滩——
一
100fnlll防火
匿蹶瓶
r 1．5mm镀锌+
靼位
图4框架幕墙层间防火封修节点
单位：mm
保温材料
00mm防火岩棉
I．5mm镀锌钢板
图5单元幕墙层问防火封修节点
板
单元幕墙的层间防火结构与框架幕墙层间防火类似，最
重要的是需要保证防火带与结构的总高度要不小于800mm，
并且需要将龙骨与主体结构之间的连接系统保护在防火带
中，单元幕墙层间防火节点如图5。
现在越来越多的建筑采用主体钢结构的形式。这样的建
筑其幕墙层间防火封修节点如图6。主体钢结构外表面都会
做防火处理，即在表面涂刷一层防火涂料或者防火漆，幕墙
的防火封修需要将龙骨与主体钢结构用1．5mm镀锌钢板连
16 2013．09
万方数据
接，密实填充100mm厚防火岩棉，并保证防火带与结构的总
高度要不小于800mm。
目i誊
献心添瀑忒汰添心料懑划保温材料
建
i ’——Ⅱ
； 哪I
{ ／／ 一
i 主体钢结构
^＼ l 夕10011lnl防火7÷棉
恿洲洲ll J．．1
；阿垦。1．5nm·镀锌俐板
图6幕墙层间防火封修节点
点式玻璃幕墙的层间防火封修如图7。为了保证点式玻璃
幕墙的通透性，其层间防火封修应选用防火玻璃，但是由于防
火玻璃应力大，开孔容易爆，成品率低，所以我们在竖龙骨
与玻璃面之间采用防火玻璃封修．在竖龙骨与建筑结构之
间仍然使用1．5mm镀锌钢板包裹100mm防火岩棉进行防
火封修，为了使内视效果更佳，可以使用不锈钢板代替镀锌
钢板。
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蚋
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100l
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^、
1．5Ⅲ
单位：nml
防火玻璃
．E中空玻璃
nn，防火岩棉
m镀锌钢板
图7点式幕墙层间防火封修节点
4．2玻璃幕墙相邻房间的防火
图8幕墙防火封修节点
对于同一楼层跨相临两房间的幕墙的防火．在竖龙骨与结
构墙之间用两层1．5mm镀锌钢板封堵，之间密实填充防火岩棉
或矿棉，如图8、图9所示，可以起到水平防火和防烟的作用。
4．3石材幕墙的防火
大面积应用石材幕墙的建筑，每层在层间加设一道防火
带，石材幕墙防火节点如图10。
圃
图9幕墙防火封修节点
图10石材幕墙防火封修节点
5幕墙防火设计要点
通过上述建筑幕墙的防火结构设计节点的简述．可以总
结出以下几条幕墙防火设计要点：
a)包含结构梁在内的防火总高度要不小于800mm，以
保证1h不透烟、不窜火：
b)层间防火封修尽量在横框部位；
c)幕墙与主体的连接系统尽量保护在梁下的防火封修
和梁上的防烟封修之间，以免连接系统在大火中失效导致幕
墙整体与主体分离：
d)与玻璃幕墙连成一个整面的金属百叶幕墙，在层间
部位也应设置防火。
6结语
防火性能是检验幕墙安全性的重要依据之一，现代的高
层建筑一旦发生火灾，将会给人们的生命安全造成威胁并
带来重大的经济损失，所以幕墙的防火安全必须引起行业
的高度重视。
参考文献：
[1]GB，I'21086—2007．建筑幕墙[S]．
【2】JGJ 102—2003．玻璃幕墙工程技术规范【s】．
[3]GB 50016—2013．建筑防火设计规范[s】．
[4]GB 50045—95(2005版)．高层民用建筑设计防火规范[s】．
2013．09 17
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