建筑幕墙防火设计分析

湛凡刚

摘要：随着我国建筑行业的快速发展，城市高层建筑大量采用幕墙作为其外围护结构，不仅有着不错的使用效果，还充满着的艺术性，但在实际的使用过程中发现，幕墙建筑很容易发生火灾，并一旦发生火灾，火势就会迅速的蔓延，而且高层建筑的火灾扑救难度比较大，就会导致很严重的伤害，会给人民的生命和财产带来危险。其主要原因是建筑防火的设计并不合理，而幕墙材料的防火性能较差，所以，为了避免建筑幕墙发生火灾，应当对幕墙建筑材料和设计进行控制，从而降低损失。

关键词：建筑幕墙；防火；材料；设计

中图分类号：S611文献标识码： A

建筑幕墙在施工之前要先进行全面的设计，而《建设工程质量管理条例》规定了建设方需要明确的自身责任与义务，所以设计单位就必须要按规定的标准来进行设计。而施工单位也要按规定的要求来施工，建筑幕墙防火设计与建筑的安全有着至关重要的联系，所以施工操作时必须要做到规范，满足建筑设计的要求，也能保证建筑的安全性。

一、建筑幕墙火灾的危险性分析

幕墙的结构基本以金属构件和玻璃板材组成的。其中最常见的是玻璃幕墙，玻璃幕墙多采用全封闭的设计，由于采用的玻璃大多是反射玻璃和钢化玻璃（耐火性差），一旦建筑发生火灾，火势蔓延的危险性非常巨大，而且由于全封闭式的结构，导致烧烟不能及时排除，在建筑内人员很难分清方向和位置，加大了火灾的危害性。

（一）火势迅速的蔓延

幕墙建筑在发生火灾时会导致火势迅速蔓延，主要原因有以下两点：第一，火灾发生时，建筑物的幕墙由于温度应力的作用会炸裂，形成“引火通道口”会导致火灾的迅速蔓延，这时的幕墙大大增加了火势的强度和破坏力；第二，为了建筑的美观在幕墙设计中很多采用的是跨越式幕墙，幕墙会跨越很多楼层，导致在发生火灾的时候，建筑物的墙体和幕墙存在缝隙，会引起火灾的蔓延，破坏防火分区。

（二）人员疏散困难、损失巨大

幕墙建筑一般特点是：人员密集，高层建筑的内部构造较复杂。这都为发生火灾时的救援增加了难度。第一，幕墙的全封闭结构导致火灾发生时烟雾不能及时的排出从而造成内部环境更加复杂，人员不能及时准确的找到安全通道，增加了救援难度和疏散难度。第二，建筑物材料很多防火性差，导致内部破坏严重，疏散通道受阻增加了救援的难度。第三，大型建筑物发生火灾且火灾迅速蔓延，严重损害了人们的生命财产安全。

二、幕墙材料的防火处理

通常钢架在高温中承受极限时间只有15分钟，和玻璃幕墙防火承受极限要求还有很大差距，因此必须对墙体钢架进行防火处理。一般来说，钢架防火处理主要有以下两种方法。

（一）防火涂料的涂覆

主要是把涂料涂抹在钢架表面，可以用来隔热防火，保护钢架功能完整，提高材料耐高温性，这种涂料也叫做钢架防火涂料。根据涂层厚度不同，涂料可以分为三种，即厚层、薄层以及超薄层。例如厚层涂料通常厚度在8毫米到50毫米之间，涂层表面呈颗粒状，比较稀疏，热传导能力差，高温承受时间在半小时到三小时，由于厚层涂料涂抹厚度大，干密度不高，不能承受建筑太大压力，而且热传导性不强，可以有效隔热防火。这种涂料适用于建筑工程完成后，一些围护、隔离和遮蔽建造的建筑物墙面，防火涂层并没有很高的美观要求，但必须使高温承受极限时间超过一个半小时，像超高层全钢架等。

（二）包封法防火处理

这种方法主要是用隔热防火材料把钢架进行包封处理，从而防止高温损坏钢架。具体来说，包封防火处理法主要包括以下措施：（1）钢架围护处理：利用防火吊顶以及隔离墙体来包围保护钢架，防止钢架接触高温；（2）防火材料包封钢架表面：可以采用防火材质的板料，像石膏板、硅钙板以及蛭石板等在钢架上进行粘贴和固定。一般来说，25毫米的蛭石板可以把钢架高温承受极限时间提高到90分钟；（3）把无机隔热防火涂料喷涂在钢架表面：主要涂料包括蛭石粉、石膏、玻璃纤维、矿棉纤维、水泥砂浆、珍珠岩粉等。像在钢架表面涂抹50型金属网砂浆进行保护，涂层厚度为25毫米，钢架高温承受极限时间可以达到48分钟。如果涂层厚度为50毫米，钢架高温承受极限时间可以达到81分钟。

三、选择的幕墙防火材料

建筑幕墙的现在的材料都是不燃或者难燃性的材料，但是其在耐火极限上还是有区别的。

（一）幕墙的结构框架大多是铝合金型材和钢型材，都是不可燃烧材料。目前行业内有建议采用钢龙骨幕墙，因为钢型材的耐火极限要高于铝合金型材，并且刚度、强度也比铝合金型材强很多。如果把钢型材加以防火处理之后，再对它的装饰表面加以喷涂，这样会产生良好的效果。尤其是建筑空间对防火有着相对要求的，要优先考虑。

（二）对有防火需求的幕墙，可以按照防火等级选择防火玻璃。在火灾发生的时候，单片防火玻璃在遇火几分钟之后，化学钢化层可以阻止传递和蔓延，能起到防火保护的作用。两层或者多层的复合防火玻璃，当遇火时，在防火玻璃中间灌注固化的防火胶粘剂，会大量的吸收火焰产生的热量，从而发泡膨胀，并且变为不透明的白色，进而防止迎火面火焰向玻璃的背面传递热辐射。在这个过程中玻璃会保持完整，成为一个能够阻隔热量、火焰、烟雾和燃烧产生毒气蔓延和扩散的屏障。

（三）铝塑板作为外墙的装饰材料已在中国使用近 20 年，铝塑板和铝单板的优点是色彩丰富，并且能够随意调色，易满足设计的要求，易弯折造型，并且重量轻便于加工。缺点是燃点较低，其聚乙烯芯材燃点只有 300℃，而铝面层燃点在 550℃。因此在一定的火温和火源量的条件下极容易产生快速蔓延燃烧的火势，而铝板和铝塑板经受不住这样烈火的烤炼。所以建筑装饰当中应要采用防火铝塑板。但要注意，防火铝塑板不仅能够做装饰材料使用，也能起到一定的防火作用，然而火灾发生的是够，其耐火性能不能满足比较高的消防需求。因此防火铝塑板不能够作为有耐火极限要求的建筑构件材料来使用。

四、幕墙防火的设计

（一）设计责任明确。建筑设计主要应该考虑到幕墙工程的防火、防雷、防水、光环境污染与连接预埋件结构的安全等因素，并且对建筑幕墙工程做出具体的设计要求以及要负相应的责任。幕墙设计必须具有相应的专业设计素质，严格的按有关规范与相关标准对幕墙防火方面的节点、选材、细部构造加以设计。

（二）遵循预防为主，防消结合的原则。建筑幕墙是外围护构件，其要保证良好的密封性，特别是玻璃幕墙开启部分的面积要求不应高于幕墙墙面15%的面积，并且开启部分宜采用上悬结构，开启角度不宜大于 15 度。所以，建筑幕墙作为外围护结构的建筑物基本上属于封闭性建筑物，其防火设计要遵循预防为主，防消结合的工作原则，采取可靠有效的防火措施，立足于自防自救。幕墙的防火措施要和建筑主体的消防系统一起综合考虑。

（三）符合相关规定。建筑幕墙的层数、设置、面积、长度、防火间距、防火节点、防火分区的耐火极限要求等要符合《建筑设计防火规范》与《高层民用建筑设计防火规范》。

（四）设置防火层的宽度和厚度。应根据防火材料的耐火极限来决定。防火层应当采用隔离措施。防火层的板应采用经防腐处理且厚度不小于 1.5mm 的耐热钢板，不得采用铝板。防火层的密封材料应当选取防火密封胶，而防火密封胶要有法定检查机构的防火检验报告。

（五）采取不燃烧材料。建筑玻璃幕墙和每层楼板、隔培处的缝隙，要采取不燃烧材料进行严密填实，隔墙处和楼板要形成垂直或水平防火带。

（六）按标准设置耐火极限。无窗间墙和窗槛墙的玻璃幕墙，要在每层楼板的外沿设置耐火极限不低于1h,高度不能低于 0.8米的不燃烧实体裙楼，或者在幕墙内侧每层要设置间距不能超过2米 的自动喷水喷头。

五、结束语

建筑幕墙的使用能大大增添城市的美观，但如果对防火的处理不加以重视，那么就可能会给人们安全构成威胁。因此在建筑幕墙的设计当中，重视加强对建筑幕墙的防火设计，合理选择防火材料，对于控制火灾的发生和减少火灾发生时的蔓延速度等均能起到一定的作用。

参考文献：

[1]郭春菊. 试述建筑幕墙的防火设计与施工[J]. 城市建设理论研究（电子版），2013，(10).

[2]李晓冬，王栋宇. 建筑幕墙防火材料选择及防火要点[J]. 商品与质量·建筑与发展，2014，(1).