淺議石材幕墻的層間防火封堵構造

文/王宇 青島中科信置業(yè)有限公司 山東青島 266000

淺議石材幕墻的層間防火封堵構造

文/王宇 青島中科信置業(yè)有限公司 山東青島 266000

近年來部分省市出臺了限制玻璃幕墻使用的相關規(guī)定，若不高度重視石材幕墻的設計，石材幕墻很可能同玻璃幕墻一樣也會受到限制或禁令。而對于建筑石材幕墻安全性的要求，最重要就是對其防火構造的要求。石材幕墻要在火災發(fā)生的時應能有效阻止或延緩火勢的蔓延，在此過程中起主要作用的就是層間防火封堵構造。本文通過對幕墻層間防火封堵的實際工程節(jié)點做法進行分析、建議，提高建筑物價值感的同時，保證其防火的安全性。

建筑幕墻；石材干掛；層間防火封堵

1、背景分析

干掛石材幕墻依靠其外在的價值感、厚重感，使其在我國得到廣泛應用，隨著經(jīng)濟和技術的發(fā)展，人們對于建筑外立面美觀性的重視程度日益突出。但近年來部分省市出臺了限制玻璃幕墻使用的相關規(guī)定，如江蘇省住建廳下發(fā)《關于加強我省建筑幕墻管理的通知》，明確江蘇省的建筑幕墻嚴禁采用全隱框玻璃幕墻設計。上海市出臺了《上海市建筑玻璃幕墻管理辦法》規(guī)定包括住宅和醫(yī)院等在內(nèi)的七類建筑禁止采用玻璃幕墻。依照幕墻的發(fā)展形勢，如果幕墻企業(yè)不高度重視石材幕墻的設計，石材幕墻很可能同玻璃幕墻一樣也會受到限制或禁令。

對建筑幕墻安全性的要求，最重要就是對其防火構造的要求，即通過提高或增強建筑構件或材料承受火災破壞能力的技術來使其防火的性能達到一定的標準。幕墻要在火災發(fā)生的時候應能阻止或延緩火勢的蔓延，在此過程中起主要作用的除了外墻保溫本身的燃燒性能之外，最重要的就是層間防火封堵。本文通過對石材幕墻層間防火封堵的實際工程做法進行分析，期望可以實現(xiàn)層間防火封堵系統(tǒng)與建筑幕墻形成和諧有機的整體，保證建筑的防火安全。

2、以央視新址附樓為例的火災蔓延原因分析

2.1 火災情況概述

2009年2月9日，北京市京廣橋附近的中央電視臺新大樓北配樓發(fā)生火災，位于電視文化中心 (TVCC) 位于中央電視臺新臺址北側，工程與中央電視臺新址同期設計施工，由荷蘭大都會建筑師事務所、華東建筑設計研究院有限公司、奧雅納工程顧問聯(lián)合設計。該工程由框架剪力墻結構地上由30層主樓和5層裙樓組成?？偨ㄖ娣e103648平方米高159米。地下兩層使用功能為電視文化中心五星級豪華酒店及劇院等，屬于新大樓建筑群的一部分。部分樓層由東方文華酒店租用，這家酒店在北京奧運期間曾一度使用，但今年整修并未對外開放這次火災共有6傷1亡，其中 6 人為消防員1人為工地施工人員?；馂脑斐晌幕行耐饬⒚鎳乐厥軗p，大樓西、南、東側外墻裝修材料過火，整體來看，央視新址北配樓具有表皮過火的特點。

2.2 火災蔓延原因分析

根據(jù)北京市政府定，火災當日是當年春節(jié)期間五環(huán)區(qū)域內(nèi)可以燃放煙花爆竹的最后一天。此前，北京已連續(xù)106天沒有有效降水，空氣干燥。本次火災事故的發(fā)生主要有以下幾方面的原因：違反煙花爆竹安全管理相關規(guī)定，組織大型禮花焰火燃放活動。但此原因只是引燃建筑的導火索，但真正導致本次大型火災發(fā)生的原因是火苗迅速在建筑幕墻和外墻之間的空腔內(nèi)引燃了保溫，沒有收到層間防火封堵的約束而出現(xiàn)的迅速蔓延。

真正導致火勢蔓延的原因是：發(fā)射后的煙花可能在發(fā)射后與槽狀金屬建筑幕墻直接相撞，短時間的高溫灼燒將僅幾毫米厚的裝飾幕墻部燒穿，火種落入內(nèi)側，引燃內(nèi)側保溫材料，由于金屬幕墻的封閉性，保溫材料形成大面積悶燒過火，燒穿防水層進入室內(nèi)。園區(qū)燃放煙火是禮炮及禮花彈，制作的主要原料為氯酸鉀、硝酸鋇、鎂等元素組成，其燃燒時溫度非常高，在燃放中出現(xiàn)問題燃燒的禮花一旦落在鈦鋅合金板上后，很快會將其熔化點燃，此時巖棉在早已變成碳化的燃燒物，火勢沿巖棉層迅速發(fā)展，而建筑尚未完工，層間防火封堵的材料并未全部完成，且已完成部分尚未打密封膠，這是導致火災迅速蔓延的主要原因之一。另外，根據(jù)中央電視臺通報專家組對火災現(xiàn)場進行勘察的初步結果，稱這次火災系新中國成立以來建筑物燃燒最快一例。初步勘察結果顯示央視新址北配樓著火后，燃燒主要集中在鈦合金下面的保溫層，具有表皮過火的特點，大樓保溫層使用的材料是國家推薦使用的新型節(jié)能保溫材料，這種材料燃燒后過火極快，因此瞬間從北配樓頂部蔓延到整個大樓。

由此可見，如果層間防火封堵沒有起到有效的作用，火焰會在幕墻和外墻之間的空腔迅速蔓延，形成“煙囪效應”，最終導致發(fā)生無法控制的火災。

3、幕墻的層間防火封堵構造的節(jié)點做法分析及建議

從消防安全的角度來看，層間的縫隙封堵已變得必不可少，但是這會不會因此使得幕墻工程變得更加繁瑣，甚至影響建筑立面的美觀呢？ 事實上在科技創(chuàng)新面前，安全與美感從來都不應成為矛盾例如，有了石材幕墻出現(xiàn)，可以將層間防火封堵材料隱蔽到幕墻內(nèi)側的空腔。防止火災順著空腔蔓延的有效性主要受以下因素影響：層間防火封堵材料本身的耐火性和層間防火封堵構造的要求。

3.1 層間防火封堵材料本身的耐火性

耐火性能是影響防火性能的主要因素，它包括防火完整性和防火隔熱性，即在受火情況下規(guī)定時間內(nèi)，火焰不能穿透封堵材料，層間防火封堵材料本身必須采用A級不燃燒的材料，而且封堵材料背火面的平均溫度上升控制在 140℃以內(nèi)，通常耐火極限不應低于1 h。除此之外，防煙性能、黏結性能和抗拉伸變形能力也是影響材料防火性能的重要因素。

除了封堵材料之外，幕墻和外墻之間的空腔中外墻保溫的燃燒性能也是重要影響因素。現(xiàn)行規(guī)范對幕墻的材料的要求是除填充棒和雙面膠帶等少量輔材外，均應采用不燃（A級）或難燃（B1）級材料。隨著國家對建筑節(jié)能的重視，外墻普遍進行了保溫處理，目前幕墻防火的問題主要出在保溫材料上，最近的幾起特重大火災，無論是“央視大火”還是上?！?1.15大火”，都是與保溫材料的耐火等級不符合要求有關。因此公安部聯(lián)合住建部，在“央視大火”后，頒布了46號文，對建筑幕墻的保溫材料做了明確的規(guī)定。建筑高度大于等于24m時,保溫材料的燃燒性能應為A級。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B1級保溫材料時,每層應設置水平防火隔離帶。保溫材料應采用不燃材料作防護層。防護層應將保溫材料完全覆蓋。防護層厚度不應小于3mm。采用金屬、石材等非透明幕墻結構的建筑,應設置基層墻體,其耐火極限應符合現(xiàn)行防火規(guī)范關于外墻耐火極限的有關規(guī)定；玻璃幕墻的窗間墻、窗檻墻、裙墻的耐火極限和防火構造應符合現(xiàn)行防火規(guī)范關于建筑幕墻的有關規(guī)定?；鶎訅w內(nèi)部空腔及建筑幕墻與基層墻體、窗間墻、窗檻墻及裙墻之間的空間，應在每層樓板處采用防火封堵材料封堵。

3.2 層間防火封堵構造要求

合理的幕墻防火構造設計可有效的阻隔煙氣對人體的傷害、降低火情的蔓延速度、延長逃生的時間和提高安全的機率。 《高層民用建筑設計防火規(guī)范》GB50045-95對建筑幕墻的設置提出了具體的要求即：窗檻墻、窗間墻的填充材料應采用不燃燒材料。當外墻采用耐火極限不低于1.00h的不燃燒體時，其墻內(nèi)填充材料可采用難燃燒材料。無窗檻墻或窗檻墻高度小于0.80m的建筑幕墻，應再每層樓板外沿設置耐火極限不低于1.00h、高度不低于0.80m的不燃燒體裙墻或防火玻璃裙墻。建筑幕墻與每層樓板、隔墻處的縫隙，應采用防火封堵材料封堵。

3.3 建筑幕墻的層間防火封堵構造節(jié)點分析及建議

（1）層間防煙封堵采用100mm巖棉，1.5mm厚鍍鋅鋼板承托，對可能造成煙霧漫延的縫隙處打防火密封膠。下圖3.3-1所示的為普通石材幕墻的層間防火封堵節(jié)點做法，可以按照上述要求設計施工，但是在圖3.3-2所示的空腔較大的石材幕墻系統(tǒng)中，如果僅僅按照規(guī)范的要求做防火巖棉和1.5mm厚鍍鋅鋼板承托，雖然具備施工操作性，但是由于寬度較大，固定并不牢固，尤其是一旦發(fā)生火災，煙囪效應的作用下，會產(chǎn)生較大的上浮力，而此處鋼板僅有1.5mm厚，而且是通過普通射釘和外墻連接，通過普通防火密封膠和石材幕墻相連接，并不能起到有效的層間防火的作用。

建議如下：在寬度超過500mm的空腔內(nèi)，單獨對1.5mm厚鍍鋅鋼板設置鋼支架，或是在成本控制范圍內(nèi)加大鍍鋅鋼板的厚度，從而增加層間防火封堵支撐系統(tǒng)的牢固程度。

另外，層間防火封堵的材料和系統(tǒng)必須經(jīng)過專業(yè)的試驗檢測，這些對于建筑幕墻層間防火封堵的規(guī)范都是強制性執(zhí)行的，因此，無論在設計上還是施工上，都應當盡量保證其功能性的實現(xiàn)。