浅议石材幕墙的层间防火封堵构造

文/王宇 青岛中科信置业有限公司 山东青岛 266000

浅议石材幕墙的层间防火封堵构造

文/王宇 青岛中科信置业有限公司 山东青岛 266000

近年来部分省市出台了限制玻璃幕墙使用的相关规定，若不高度重视石材幕墙的设计，石材幕墙很可能同玻璃幕墙一样也会受到限制或禁令。而对于建筑石材幕墙安全性的要求，最重要就是对其防火构造的要求。石材幕墙要在火灾发生的时应能有效阻止或延缓火势的蔓延，在此过程中起主要作用的就是层间防火封堵构造。本文通过对幕墙层间防火封堵的实际工程节点做法进行分析、建议，提高建筑物价值感的同时，保证其防火的安全性。

建筑幕墙；石材干挂；层间防火封堵

1、背景分析

干挂石材幕墙依靠其外在的价值感、厚重感，使其在我国得到广泛应用，随着经济和技术的发展，人们对于建筑外立面美观性的重视程度日益突出。但近年来部分省市出台了限制玻璃幕墙使用的相关规定，如江苏省住建厅下发《关于加强我省建筑幕墙管理的通知》，明确江苏省的建筑幕墙严禁采用全隐框玻璃幕墙设计。上海市出台了《上海市建筑玻璃幕墙管理办法》规定包括住宅和医院等在内的七类建筑禁止采用玻璃幕墙。依照幕墙的发展形势，如果幕墙企业不高度重视石材幕墙的设计，石材幕墙很可能同玻璃幕墙一样也会受到限制或禁令。

对建筑幕墙安全性的要求，最重要就是对其防火构造的要求，即通过提高或增强建筑构件或材料承受火灾破坏能力的技术来使其防火的性能达到一定的标准。幕墙要在火灾发生的时候应能阻止或延缓火势的蔓延，在此过程中起主要作用的除了外墙保温本身的燃烧性能之外，最重要的就是层间防火封堵。本文通过对石材幕墙层间防火封堵的实际工程做法进行分析，期望可以实现层间防火封堵系统与建筑幕墙形成和谐有机的整体，保证建筑的防火安全。

2、以央视新址附楼为例的火灾蔓延原因分析

2.1 火灾情况概述

2009年2月9日，北京市京广桥附近的中央电视台新大楼北配楼发生火灾，位于电视文化中心 (TVCC) 位于中央电视台新台址北侧，工程与中央电视台新址同期设计施工，由荷兰大都会建筑师事务所、华东建筑设计研究院有限公司、奥雅纳工程顾问联合设计。该工程由框架剪力墙结构地上由30层主楼和5层裙楼组成。总建筑面积103648平方米高159米。地下两层使用功能为电视文化中心五星级豪华酒店及剧院等，属于新大楼建筑群的一部分。部分楼层由东方文华酒店租用，这家酒店在北京奥运期间曾一度使用，但今年整修并未对外开放这次火灾共有6伤1亡，其中 6 人为消防员1人为工地施工人员。火灾造成文化中心外立面严重受损，大楼西、南、东侧外墙装修材料过火，整体来看，央视新址北配楼具有表皮过火的特点。

2.2 火灾蔓延原因分析

根据北京市政府定，火灾当日是当年春节期间五环区域内可以燃放烟花爆竹的最后一天。此前，北京已连续106天没有有效降水，空气干燥。本次火灾事故的发生主要有以下几方面的原因：违反烟花爆竹安全管理相关规定，组织大型礼花焰火燃放活动。但此原因只是引燃建筑的导火索，但真正导致本次大型火灾发生的原因是火苗迅速在建筑幕墙和外墙之间的空腔内引燃了保温，没有收到层间防火封堵的约束而出现的迅速蔓延。

真正导致火势蔓延的原因是：发射后的烟花可能在发射后与槽状金属建筑幕墙直接相撞，短时间的高温灼烧将仅几毫米厚的装饰幕墙部烧穿，火种落入内侧，引燃内侧保温材料，由于金属幕墙的封闭性，保温材料形成大面积闷烧过火，烧穿防水层进入室内。园区燃放烟火是礼炮及礼花弹，制作的主要原料为氯酸钾、硝酸钡、镁等元素组成，其燃烧时温度非常高，在燃放中出现问题燃烧的礼花一旦落在钛锌合金板上后，很快会将其熔化点燃，此时岩棉在早已变成碳化的燃烧物，火势沿岩棉层迅速发展，而建筑尚未完工，层间防火封堵的材料并未全部完成，且已完成部分尚未打密封胶，这是导致火灾迅速蔓延的主要原因之一。另外，根据中央电视台通报专家组对火灾现场进行勘察的初步结果，称这次火灾系新中国成立以来建筑物燃烧最快一例。初步勘察结果显示央视新址北配楼着火后，燃烧主要集中在钛合金下面的保温层，具有表皮过火的特点，大楼保温层使用的材料是国家推荐使用的新型节能保温材料，这种材料燃烧后过火极快，因此瞬间从北配楼顶部蔓延到整个大楼。

由此可见，如果层间防火封堵没有起到有效的作用，火焰会在幕墙和外墙之间的空腔迅速蔓延，形成“烟囱效应”，最终导致发生无法控制的火灾。

3、幕墙的层间防火封堵构造的节点做法分析及建议

从消防安全的角度来看，层间的缝隙封堵已变得必不可少，但是这会不会因此使得幕墙工程变得更加繁琐，甚至影响建筑立面的美观呢？ 事实上在科技创新面前，安全与美感从来都不应成为矛盾例如，有了石材幕墙出现，可以将层间防火封堵材料隐蔽到幕墙内侧的空腔。防止火灾顺着空腔蔓延的有效性主要受以下因素影响：层间防火封堵材料本身的耐火性和层间防火封堵构造的要求。

3.1 层间防火封堵材料本身的耐火性

耐火性能是影响防火性能的主要因素，它包括防火完整性和防火隔热性，即在受火情况下规定时间内，火焰不能穿透封堵材料，层间防火封堵材料本身必须采用A级不燃烧的材料，而且封堵材料背火面的平均温度上升控制在 140℃以内，通常耐火极限不应低于1 h。除此之外，防烟性能、黏结性能和抗拉伸变形能力也是影响材料防火性能的重要因素。

除了封堵材料之外，幕墙和外墙之间的空腔中外墙保温的燃烧性能也是重要影响因素。现行规范对幕墙的材料的要求是除填充棒和双面胶带等少量辅材外，均应采用不燃（A级）或难燃（B1）级材料。随着国家对建筑节能的重视，外墙普遍进行了保温处理，目前幕墙防火的问题主要出在保温材料上，最近的几起特重大火灾，无论是“央视大火”还是上海“11.15大火”，都是与保温材料的耐火等级不符合要求有关。因此公安部联合住建部，在“央视大火”后，颁布了46号文，对建筑幕墙的保温材料做了明确的规定。建筑高度大于等于24m时,保温材料的燃烧性能应为A级。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B1级保温材料时,每层应设置水平防火隔离带。保温材料应采用不燃材料作防护层。防护层应将保温材料完全覆盖。防护层厚度不应小于3mm。采用金属、石材等非透明幕墙结构的建筑,应设置基层墙体,其耐火极限应符合现行防火规范关于外墙耐火极限的有关规定；玻璃幕墙的窗间墙、窗槛墙、裙墙的耐火极限和防火构造应符合现行防火规范关于建筑幕墙的有关规定。基层墙体内部空腔及建筑幕墙与基层墙体、窗间墙、窗槛墙及裙墙之间的空间，应在每层楼板处采用防火封堵材料封堵。

3.2 层间防火封堵构造要求

合理的幕墙防火构造设计可有效的阻隔烟气对人体的伤害、降低火情的蔓延速度、延长逃生的时间和提高安全的机率。 《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95对建筑幕墙的设置提出了具体的要求即：窗槛墙、窗间墙的填充材料应采用不燃烧材料。当外墙采用耐火极限不低于1.00h的不燃烧体时，其墙内填充材料可采用难燃烧材料。无窗槛墙或窗槛墙高度小于0.80m的建筑幕墙，应再每层楼板外沿设置耐火极限不低于1.00h、高度不低于0.80m的不燃烧体裙墙或防火玻璃裙墙。建筑幕墙与每层楼板、隔墙处的缝隙，应采用防火封堵材料封堵。

3.3 建筑幕墙的层间防火封堵构造节点分析及建议

（1）层间防烟封堵采用100mm岩棉，1.5mm厚镀锌钢板承托，对可能造成烟雾漫延的缝隙处打防火密封胶。下图3.3-1所示的为普通石材幕墙的层间防火封堵节点做法，可以按照上述要求设计施工，但是在图3.3-2所示的空腔较大的石材幕墙系统中，如果仅仅按照规范的要求做防火岩棉和1.5mm厚镀锌钢板承托，虽然具备施工操作性，但是由于宽度较大，固定并不牢固，尤其是一旦发生火灾，烟囱效应的作用下，会产生较大的上浮力，而此处钢板仅有1.5mm厚，而且是通过普通射钉和外墙连接，通过普通防火密封胶和石材幕墙相连接，并不能起到有效的层间防火的作用。

建议如下：在宽度超过500mm的空腔内，单独对1.5mm厚镀锌钢板设置钢支架，或是在成本控制范围内加大镀锌钢板的厚度，从而增加层间防火封堵支撑系统的牢固程度。

另外，层间防火封堵的材料和系统必须经过专业的试验检测，这些对于建筑幕墙层间防火封堵的规范都是强制性执行的，因此，无论在设计上还是施工上，都应当尽量保证其功能性的实现。