基于建筑幕墻防火材料的選擇及防火重點(diǎn)

鐘歷

摘 要：隨著高層建筑的逐步增多，越來(lái)越多的建筑幕墻出現(xiàn)在城市中的各個(gè)角落。雖然建筑幕墻越來(lái)越新潮且樣式越來(lái)越多，但是防火性能卻難以保證，如何提高幕墻防火性能并達(dá)到控制火災(zāi)和減少火災(zāi)的目的，成為建筑行業(yè)全新探討的主題?；谶@種現(xiàn)狀，將著重分析和思考建筑幕墻防火材料的選擇及防火重點(diǎn)，以供參考。

關(guān)鍵詞：建筑幕墻;防火材料;材料選擇;防火重點(diǎn)

中圖分類(lèi)號(hào)： TU545 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：2096-6903（2022）05-0126-03

當(dāng)前，建筑幕墻的美觀性能已經(jīng)基本達(dá)標(biāo)，下一步需要加強(qiáng)幕墻防火性能，旨在減少不安全因素，切實(shí)為高層建筑中的人們提供安全保障。最直接、最有效的方式是選用防火材料去建設(shè)幕墻，需要結(jié)合建筑基本情況選擇合適的防火材料，更要對(duì)防火重點(diǎn)加以把握，如此才可確保防火材料牢牢固定在建筑墻體上并發(fā)揮應(yīng)有作用，還可間接避免因受熱而導(dǎo)致的幕墻脫落。

1 建筑幕墻概述

1.1 建筑幕墻材料及優(yōu)缺點(diǎn)

當(dāng)前市面中的建筑幕墻主要有干掛石材材料、干掛金屬材料、干掛木板材料和干掛PVC板材料、玻璃材料幾種。

干掛石材料主要指價(jià)位高昂的大理石和花崗巖，一般會(huì)將其加工為大尺寸的塊材，干掛在金屬骨架上。優(yōu)點(diǎn)是美觀大方、易清潔，可配合保溫隔熱構(gòu)造，施工效率高。缺點(diǎn)是有色差且難以控制、有放射性、成本較高。市場(chǎng)中的這類(lèi)幕墻造價(jià)在500～800 元/m2，也有些石材造價(jià)高達(dá)2 000 元/m2，造價(jià)高昂。

干掛金屬材料多指鋁板、鋁塑板、彩鋼板外墻，在我國(guó)公共建筑中較為盛行。優(yōu)點(diǎn)是施工效率高、效果統(tǒng)一并且對(duì)溫度適應(yīng)性強(qiáng)，可出于建筑安全考量而靈活構(gòu)造，同時(shí)易加工、材質(zhì)均勻、可機(jī)械化加工，在市場(chǎng)中較為普遍。缺點(diǎn)是材質(zhì)效果單一、質(zhì)感豐富度不夠、不耐腐蝕、使用壽命有限、防火性能不佳、造價(jià)高昂。

干掛木板材料和干掛PVC板材料多用于復(fù)合墻體構(gòu)造的建筑，優(yōu)點(diǎn)是施工便利、造價(jià)低、批疊方法使用。缺點(diǎn)是防火性能差、耐候性差，需做好防火和防白蟻等措施，維護(hù)成本稍高。

玻璃材料在現(xiàn)代化建筑中較為常見(jiàn)，使用玻璃幕墻可以增強(qiáng)美感，讓室內(nèi)視野通透，可滿足不同幕墻結(jié)構(gòu)。缺點(diǎn)是存在光污染問(wèn)題、耗能高問(wèn)題、造價(jià)高問(wèn)題，其中，造價(jià)高問(wèn)題主要在滿足節(jié)能要求前提下產(chǎn)生[1]。

1.2 建筑幕墻火災(zāi)的危害

火災(zāi)是現(xiàn)代社會(huì)中常見(jiàn)的一類(lèi)災(zāi)難，釀成火災(zāi)的原因多種多樣，但是都會(huì)對(duì)人身安全造成嚴(yán)重威脅，也會(huì)一定程度上造成經(jīng)濟(jì)損失，是受到人們強(qiáng)烈關(guān)注的社會(huì)事故，預(yù)防火災(zāi)人人有責(zé)。

就建筑幕墻火災(zāi)這一類(lèi)型來(lái)說(shuō)，危害可主要囊括為3點(diǎn)：石材、玻璃等耐火較差的脆性材料構(gòu)成的幕墻建筑，一旦發(fā)生火災(zāi)將因?yàn)椴牧蠠o(wú)法承受高溫而碎裂，亦或是炸裂或脫落，容易傷及行人，也會(huì)進(jìn)一步阻礙消防人員消滅火災(zāi)、開(kāi)展救援;在易燃的幕墻建筑中，若火災(zāi)發(fā)生并達(dá)到一定溫度狀況下，火勢(shì)也會(huì)順著幕墻材料蔓延至其他樓層，從而擴(kuò)大受災(zāi)面積、威脅更多人生命安全;使用較強(qiáng)保溫隔熱材料的幕墻建筑發(fā)生火災(zāi)后，這些材料會(huì)增大火勢(shì)，導(dǎo)致火勢(shì)無(wú)法輕易撲滅。加上幕墻的阻隔，會(huì)導(dǎo)致火焰和濃煙會(huì)通過(guò)沒(méi)有墻體的縫隙向上擴(kuò)散，給更多人員帶去危害。

1.3 影響建筑幕墻防火性能的影響因素

就當(dāng)前發(fā)生的幕墻防火風(fēng)險(xiǎn)來(lái)看，可將影響幕墻防火性能的因素歸納為兩點(diǎn)：

一是防火材料選擇和運(yùn)用不當(dāng)。這是幕墻防火性能拉開(kāi)較大差距的關(guān)鍵所在，拋開(kāi)不同材料的耐熱點(diǎn)差異，相同材料運(yùn)用的不當(dāng)或管理不到位皆會(huì)增大火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，可參考2017年6月14日英國(guó)倫敦西區(qū)發(fā)生的“格蘭菲爾塔”火災(zāi)事故，這場(chǎng)事故造成了79人死亡的嚴(yán)重后果，造成事故的原因便是幕墻使用聚乙烯—鋁塑復(fù)合板外墻貼面，15 min就已從2層火災(zāi)燒到了24層。所以材料的選擇和運(yùn)用分外重要，使用材料期間也要加強(qiáng)管護(hù)，避免在運(yùn)輸、裝卸或存放期間出現(xiàn)損壞和變質(zhì)問(wèn)題，如此便可較好防御火災(zāi)。二是防火設(shè)計(jì)與施工不合理。有些建筑工程將建設(shè)重心更多的放在了現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管、安全防護(hù)等方面，而極大地忽視了幕墻防火在設(shè)計(jì)與施工中的體現(xiàn)，導(dǎo)致幕墻防火性難以達(dá)到理想狀態(tài)，如沈陽(yáng)市皇朝大廈發(fā)生的火災(zāi)，由于使用的幕墻設(shè)計(jì)與施工不夠嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)，造成的財(cái)產(chǎn)損失高達(dá)9 384萬(wàn)元，這類(lèi)狀況比比皆是，與建筑施工周期較短存在一定聯(lián)系，再加上相關(guān)人員幕墻防火意識(shí)差，便會(huì)為今后發(fā)生火災(zāi)埋下隱患，這一影響因素也需要重點(diǎn)關(guān)注。

2 建筑幕墻防火材料的選擇策略

2.1 嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)選材

我國(guó)曾在2009年下達(dá)有關(guān)于建筑幕墻防火材料的規(guī)定，即《民用建筑外保溫系統(tǒng)及外墻裝飾防火暫行規(guī)定》，結(jié)合當(dāng)前建筑行業(yè)幕墻建設(shè)和幕墻材料市場(chǎng)情況，對(duì)幕墻材料使用做出具體規(guī)定，需要建筑行業(yè)嚴(yán)格遵守，該規(guī)定的出臺(tái)，為建筑行業(yè)在幕墻工程中的施工提供了指導(dǎo)和強(qiáng)制性管控。

建筑高度在24 m及以上時(shí)，所選用的保溫材料性能需要達(dá)到A級(jí)，性能達(dá)不到A級(jí)說(shuō)明材料不合格。建筑高度在24 m以下時(shí)，所選用的保溫材料燃燒性能不得低于B1，若材料性能為B1，則需要在施工過(guò)程中認(rèn)真設(shè)置防火隔離帶，為幕墻防火提供保障。保溫材料需要認(rèn)真篩選，其自身保護(hù)層不具備燃燒特性，即燃點(diǎn)過(guò)低，防護(hù)層將保溫材料全面包裹且厚度不低于3 mm。非透明幕墻要額外添置基層墻體，耐火等級(jí)要符合相關(guān)規(guī)定，確保具有防火、避火功能;透明幕墻的建筑在施工中也要嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)定選材和施工。墻體內(nèi)部空腔和建筑幕墻、基層墻體、窗間墻中存在的空隙，需要采用防火材料進(jìn)一步填補(bǔ)。防火隔離帶設(shè)置過(guò)程中，確保寬度不低于300 mm，防火性能要過(guò)關(guān)，施工工藝要精湛。外墻裝飾時(shí)，使用的涂料不具有可燃性，使用到可燃保溫材料時(shí)，要首選火后不易脫落的材料，將火災(zāi)危害降到最低[2]。

2.2 科學(xué)對(duì)各種幕墻材料進(jìn)行選擇

2.2.1 選擇玻璃材料

現(xiàn)代建筑很多選擇玻璃材質(zhì)的幕墻，這會(huì)使得幕墻美觀、大方且透光性好，但是不同玻璃材料在防火性能上有較大差異，因此，需要建筑施工團(tuán)隊(duì)謹(jǐn)慎選擇玻璃材質(zhì)。多選擇隔熱性能好、耐火性能高的玻璃材質(zhì)，復(fù)合式防火玻璃中的FB18型號(hào)就很不錯(cuò)，厚度為18 mm，耐火等級(jí)為甲級(jí)，只是造價(jià)較為高昂，其隔音效果也十分突出，結(jié)合工程預(yù)算做合適選擇[3]。

2.2.2 選擇鋁塑板材料

鋁塑板具備阻燃性的芯材，鋁板存在防火保護(hù)層，燃點(diǎn)較高，且隔音效果令人滿意。有些建筑單位考量到玻璃幕墻帶來(lái)的光污染問(wèn)題、造價(jià)高昂?jiǎn)栴}，會(huì)酌情選用鋁塑板材料，規(guī)避光污染之余，提升幕墻及建筑整體的美感和藝術(shù)感。此外，鋁塑板材料較輕，硬度可達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和工程要求，因此得到較多建筑單位認(rèn)可，在選用這類(lèi)材料時(shí)，要盡可能選擇正規(guī)廠家，若有條件可對(duì)這類(lèi)材料的防火性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，確保材料規(guī)格與品質(zhì)達(dá)標(biāo)，再酌情使用[4]。

2.2.3 選擇密封膠材料

防火密封膠有膨脹密封膠和彈性密封膠兩類(lèi)，前者通常應(yīng)用于空隙處的填塞處理上，對(duì)幕墻結(jié)構(gòu)內(nèi)的電纜或線路有較好保護(hù)作用，可避免被火點(diǎn)燃;后者主要用于建筑幕墻的接縫施工中，優(yōu)點(diǎn)是提高間隙處防火性能。市面上質(zhì)量?jī)?yōu)良的密封膠材料除了具備較強(qiáng)位移能力，還兼有防潮和防水功能。若在惡劣的雷雨天氣，幕墻接縫處出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，有了密封膠的輔助，可較好阻隔雨水進(jìn)一步滲透，進(jìn)而影響幕墻整體架構(gòu)的穩(wěn)定性。發(fā)生火災(zāi)時(shí)，密封膠的存在也可較好阻隔火源，阻止火勢(shì)進(jìn)一步蔓延，防止釀成重大火災(zāi)。

2.2.4 選擇涂料

防火涂料在建筑幕墻防火設(shè)計(jì)中占據(jù)較大比重和分量，是不可或缺的防火角色，具有多樣性和靈活性特點(diǎn)。當(dāng)前，建筑幕墻施工中使用的防火涂料以溶劑類(lèi)為主，多用于鋼結(jié)構(gòu)的防火設(shè)計(jì)中，有薄涂型防火涂料和厚涂型防火涂料兩種。應(yīng)用目的與空氣形成防火屏障，阻止基材在氧氣干預(yù)下越燃越大。有些防火涂料中加入了惰性氣體，會(huì)一定程度阻礙火勢(shì)的進(jìn)一步蔓延，對(duì)幕墻有重要保護(hù)作用，會(huì)盡可能地保護(hù)幕墻整體結(jié)構(gòu)。選擇這類(lèi)涂料時(shí)，要對(duì)比多家產(chǎn)品，查看相關(guān)證書(shū)，借鑒其他建筑單位的在涂料選擇上的經(jīng)驗(yàn)，方可在涂料選擇上少走彎路、少走錯(cuò)路。

3 建筑幕墻的防火重點(diǎn)

3.1 遵循建筑幕墻防火設(shè)計(jì)原則

建筑幕墻的設(shè)計(jì)與幕墻防火性能直接掛鉤，為此，要科學(xué)設(shè)計(jì)幕墻，更要確保幕墻設(shè)計(jì)嚴(yán)謹(jǐn)，一般來(lái)說(shuō)，需要在防火設(shè)計(jì)中遵循基礎(chǔ)三項(xiàng)原則：一是防火材料連接緊密原則。盡可能讓轉(zhuǎn)接構(gòu)件設(shè)置于幕墻內(nèi)部，保證墻體結(jié)構(gòu)完整性;二是窗臺(tái)處多設(shè)置一層防火層，這是出于火災(zāi)發(fā)生過(guò)程中幕墻材料有脫落風(fēng)險(xiǎn)、有燃燒風(fēng)險(xiǎn)的情況而針對(duì)性設(shè)定，將火災(zāi)危害與風(fēng)險(xiǎn)降到最低;三是測(cè)試原則。即對(duì)防火層進(jìn)行測(cè)試，觀察1 h內(nèi)防火層浸水后性能是否發(fā)生變化，防火節(jié)點(diǎn)密封性能較好，則不會(huì)產(chǎn)生竄火、透煙問(wèn)題。值得一提的是，建筑幕墻一般面積較大，還需在防火設(shè)計(jì)中酌情考慮風(fēng)力負(fù)荷、重力承載、高溫內(nèi)作用力等問(wèn)題，保障內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、防火材料受到擠壓而破碎。另外，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)接件時(shí)，有必要對(duì)具體方位進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，竭盡所能保證轉(zhuǎn)接件處在防火材料內(nèi)側(cè)，這樣就會(huì)提高保護(hù)性能、降低火災(zāi)危害[5]。

3.2 做好施工前各項(xiàng)準(zhǔn)備工作

做好承包單位資質(zhì)鑒定工作，應(yīng)選擇資質(zhì)合格、技術(shù)過(guò)硬和信譽(yù)較好的施工單位，提高建筑幕墻設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量，避免幕墻防火性能不過(guò)關(guān)。對(duì)采購(gòu)的防火材料進(jìn)行必要檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)上報(bào)給領(lǐng)導(dǎo)，必要時(shí)可調(diào)換防火材料，避免幕墻防火性能因此受到影響。對(duì)防火材料的儲(chǔ)存與管理進(jìn)行監(jiān)督和干預(yù)，實(shí)施精細(xì)化管理，調(diào)控倉(cāng)庫(kù)溫度、濕度，避免防火材料變質(zhì)、失去原本功能。運(yùn)輸和卸載防火材料過(guò)程中，遵循規(guī)定的步驟，減少人為因素影響，順利推進(jìn)幕墻施工各項(xiàng)工作[6]。

3.3 嚴(yán)查窗洞口封堵性能

施工過(guò)程中，要嚴(yán)格監(jiān)督各個(gè)環(huán)節(jié)的施工作業(yè)，除了檢測(cè)密封性，還要科學(xué)選擇窗洞位置，如窗洞口位置與樓層位置的貼合度，需要設(shè)計(jì)人員計(jì)算好各窗洞口間的距離和布局方位，為后續(xù)幕墻防火設(shè)計(jì)提供依據(jù)。若建筑為無(wú)墻面類(lèi)型，設(shè)計(jì)幕墻結(jié)構(gòu)時(shí)除了要對(duì)襯板處的防火層進(jìn)行全面裝設(shè)，還需對(duì)各樓層窗洞的封堵情況進(jìn)行摸底，確保各個(gè)窗洞口封堵情況符合防火要求與標(biāo)準(zhǔn)。此外，建筑施工單位也要對(duì)門(mén)窗洞口的防潮性有所認(rèn)知。

3.4 加強(qiáng)幕墻施工后的防火驗(yàn)收力度

幕墻施工作業(yè)完成后，建筑單位要對(duì)整體質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，尤其是檢驗(yàn)?zāi)粔Φ姆阑鹦阅?，通過(guò)率先檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并逐步完善。驗(yàn)收人員可拿著設(shè)計(jì)圖紙對(duì)幕墻整體形象、防火結(jié)構(gòu)進(jìn)行核對(duì)，若圖紙與施工結(jié)果形成較大差異，可追蹤溯源并進(jìn)行整體優(yōu)化。對(duì)驗(yàn)收過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的防火隱患，要及時(shí)制定防火應(yīng)急預(yù)案，將火災(zāi)發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)、危害風(fēng)險(xiǎn)降到最低。建筑中出現(xiàn)火災(zāi)問(wèn)題，可通過(guò)后期勘驗(yàn)明確原因，為后期修復(fù)提供參考，提高防火性能。

3.5 關(guān)注水循環(huán)冷卻系統(tǒng)在幕墻中的應(yīng)用

水循環(huán)系統(tǒng)是一種快速降溫的新穎方式，應(yīng)用于幕墻施工中，可通過(guò)一定水量阻礙火勢(shì)的進(jìn)一步蔓延，甚至可以阻撓火災(zāi)面積的進(jìn)一步擴(kuò)張，是一種值得應(yīng)用的防火手段?？稍诮ㄖ招匿摻Y(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置水循環(huán)冷卻系統(tǒng)，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)傳遞的熱量可通過(guò)水循環(huán)系統(tǒng)冷卻，確保建筑結(jié)構(gòu)不受高溫影響而有所變化，可避免火災(zāi)損失和危險(xiǎn)升級(jí)，防止坍塌事故發(fā)生并保護(hù)建筑內(nèi)人員的人身安全，值得進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，近些年我國(guó)建筑行業(yè)突飛猛進(jìn)，面對(duì)越來(lái)越高的建筑施工要求，建筑單位還需嚴(yán)把安全關(guān)，切實(shí)將安全視為施工重要原則，為建筑行業(yè)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。其中，要尤為關(guān)注幕墻防火性能，吸取火災(zāi)經(jīng)驗(yàn)、借鑒其他建筑單位的經(jīng)驗(yàn)和技巧，做好幕墻防火材料選擇工作，明確幕墻防火重點(diǎn)，從而在提高幕墻美觀性、藝術(shù)性基礎(chǔ)上提高防火安全性，為建筑內(nèi)部人員的人身安全提供強(qiáng)有力保障，也為未來(lái)的防火研究帶來(lái)一些思路和實(shí)質(zhì)性幫助。

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