建筑幕墙防火材料选择及研究要点

2024-01-04邓永明

散装水泥 2023年6期

邓永明

（厦门能匠建设有限公司，福建厦门 361000）

1 引言

幕墙是高层建筑的常见结构，具有透光性好、美观等优势。但是，近年来有关建筑幕墙的火灾报道有所增加，由于使用幕墙的建筑更加开放，外部装饰结构更加复杂，因此，建筑幕墙的防火性能受到了社会的广泛关注。在很多建筑中，幕墙决定了建筑的风格、整体外观，是建筑最主要的组成部分。目前，我国幕墙防火体系设计中一般采用相对被动的设计方式，虽然可以提升建筑的耐火和防火性能，保证建筑的外观和舒适度，但相对而言，也存在一定的消防安全隐患。因此，在建筑幕墙设计中需要结合实际情况科学地选择防火材料，提升材料的防火性能，满足建筑安全的要求。

2 建筑幕墙防火分析

2.1 建筑幕墙火灾危险性

2.1.1 火势蔓延迅速建筑幕墙主要使用金属和玻璃，以封闭式设计为主。由于使用的玻璃主要为钢化玻璃和反射玻璃，导致耐火性较差，火灾发生后有较大的危险性。如果出现火灾，火势会迅速扩大，而且由于一般采用全封闭结构，导致浓烟不能排出，容易影响建筑内部人员疏散，进一步增加火灾的危险性。

2.1.2 人员疏散难度大

高层建筑人员相对比较密集，且建筑内部结构比较复杂，所以，人员疏散十分困难，火灾救援难度比较高。室内人员较多时，疏散时会存在人流混乱的情况，很难准确找到安全通道。

2.2 建筑幕墙结构特点

建筑幕墙包括有框架和无框架两种形式，主要使用铝合金、玻璃、钢等材料，其结构都具有相对独立性，安装过程中只需要与建筑主体结构相连即可。幕墙可根据需求灵活制作，而且随着建筑向模块化发展，可以大量使用半成品安装，可提高建筑的经济效益，也更有利于建筑的质量和效率控制。

3 建筑幕墙防火材料选择对策

3.1 玻璃材料

目前，建筑幕墙以玻璃为主，玻璃的类型很多，不同类型的玻璃材料在防火性能和耐火性能上都有一定的区别。选择玻璃材料时要考虑幕墙的结构，结合建筑设计理念和防火理念进行选择。防火性较高的玻璃材料可在高温环境下保持稳定结构，确保自身完整，并满足隔热要求。在建筑设计和施工中，可根据建筑的要求对所选择的玻璃材料进行耐火性试验，确定玻璃的耐火水平以及分析材料能否满足建筑工程的实际需求。表1 是某建筑工程进行的玻璃材料耐火性测试结果。

表1 玻璃材料耐火性测试

在耐火等级较低的情况下，玻璃只具备普通的防火性能，而且很难满足个人方面的需求；对于中等级的玻璃，一般都采用负荷材料制作，在防火性能和隔音效果上都相对较好，但价格也相对较高；使用高等级的玻璃材料，可以拥有较高的防火、隔音和耐火性能，可满足安全和建筑整体隔音效果的要求，具有非常高的舒适度。工程施工建设中，可结合工程的特点和投资水平选择合适的玻璃幕墙材料，获取最佳效果。

3.2 铝塑板材料

建筑幕墙使用的铝塑板以阻燃性芯材为基础，加上铝板保护层构成，具有很强的防火特性，燃点较高，而且具有良好的隔音效果。使用铝塑板材料相对玻璃材料的光污染更少，可降低建筑的光污染治理成本，所以，很多建筑会选择铝塑板建设建筑的幕墙结构，可有效控制光污染，还能提升建筑的美感，满足建筑设计要求。相对玻璃材料，铝塑板材料的密度更低，也能满足建筑对硬度系数的要求，所以，在很多建筑工程施工中都使用了铝塑板。但是，铝塑板材料构成的幕墙经过长时间使用后会出现开胶和起鼓问题，必须对其进行阶段性维修处理，否则将会导致结构受到破坏，而且防火性能严重降低。因此，选择铝塑板材料后，也要结合建筑结构制定材料管理计划和幕墙维护计划，定期进行幕墙维护，延长幕墙寿命，同时也能满足防火性能的要求。

3.3 密封胶材料的选择

针对防火需求的防火密封胶包括弹性密封胶和膨胀密封胶。弹性密封胶使用在建筑幕墙接缝位置可确保缝隙位置的防火功能；膨胀密封胶主要用于接缝位置的填塞处理，能够实现对幕墙结构内部的电缆和线路的防火保护，在出现火灾后可以起到隔离作用。使用高品质密封胶材料能满足在位移方面的需求，同时防水能力也较强，可避免雨天出现渗水导致线路短路，发生火灾。针对雷雨较多的地区，应优先选择具有较强防水能力的密封胶，实现对雨水的阻隔，保证幕墙的稳定性和寿命。发生火灾后，具有较强阻燃性的密封胶可以利用自身属性限制火灾的蔓延，还能控制烟尘发散，有利于保证建筑内人员的安全。为了确定密封胶材料的性能，需要在选择和使用密封胶材料时采取必要的检查和试验，并检查厂家的品控能力，全面掌握密封胶的信息，保证建筑幕墙的整体防火性能。

3.4 防火涂料的选择

防火涂料也是建筑幕墙中的关键材料，可根据防火要求灵活使用防火涂料。防火涂料的种类很多，可根据幕墙材料的属性和结构进行选择，具有非常高的灵活性。建筑幕墙施工中的防火涂料主要为溶剂类涂料，一般在钢结构表面涂抹，提升钢结构的防火性能，其根据薄厚可以分为薄涂型和厚涂型。防火涂料的原理在于利用涂料建立起结构材料与外部空气隔绝的屏障，使结构不会因氧气的作用在高温下燃烧。火灾发生后，防火涂料也会在火灾的作用下释放惰性气体，方便进行火势的控制，并利用惰性气体保护幕墙结构。部分防火涂料会受高温的作用自动膨胀，形成隔热膜，可降低火势对建筑幕墙的破坏。特别是钢材为基础的幕墙，高温下钢结构会融化，通过使用防火涂料可以保证钢结构在火灾中保持稳定。

在工程中，不同厚度的防火涂料在性能和效果上存在明显区别，施工人员要结合幕墙的结构位置、防火性能要求等选择防火材料，并严格遵守施工规范流程进行施工，确保防火材料的有效覆盖，发挥防火材料的作用，保证建筑幕墙结构的防火性能。不同厚度的防火涂料性能见表2。

表2 不同厚度的防火涂料性能

4 防火材料质量管理措施

4.1 建立物料管理平台

为加强对施工现场材料的管理，应建立工程施工物料管理平台，将所有的物料信息都录入管理平台，方便相关人员通过手机等方式查阅。管理平台中的信息要包括材料的尺寸、名称、种类、防火强度、验收标准、检测内容等，通过材料信息可指导管理人员对材料的核查以及施工人员选择施工方法。所有幕墙面板都要粘贴二维码，二维码中包括幕墙供应商信息、幕墙面板材质、尺寸、生产日期、安装位置、数量、检测结果等，方便现场施工人员查询幕墙的具体状况并选择施工方法，保证施工质量和满足防火施工的要求。

4.2 结构粘结材料管理

结构粘结材料应能保持长时间稳定的粘结效果，在高温情况下保持状态稳定，避免粘结失效以及具备足够的强度。幕墙施工中，不能为了控制成本选择低价的白油胶，并且要强化对各类粘结剂的性能检测，保证施工后的密封性，针对中空玻璃密封胶和结构胶中的白油胶也要加强状态检测，避免出现事故。施工单位采购时要查看结构胶的使用期限、出厂日期，同时施工中也要开展必要的自检和专项检查，重视对材料运输、存贮中的品质管理，而且现场需要坚持先入场材料先使用的原则。使用结构胶材料之前应现场取样并检测，在确保相容性、粘结性能满足规定后才能投入使用。

5 建筑幕墙防火要点

5.1 强化施工前的准备

针对幕墙施工，需要在施工之前进行严格的施工准备工作，特别要进行防火材料的检查，如果发现材料存在质量和性能方面的问题，要及时向上通报并进行更换，避免不合格材料被应用到工程中，导致建筑幕墙的结构稳定性和防火性能下降。针对防火材料储存区域应进行严格控制，做好不同材料之间的分类和隔离，保证现场的整洁度，防止材料出现破损或者由于现场污染导致材料变质，最终影响材料的防火性能。材料在运输、装卸和搬运时，也要根据先后顺序开展工作，必须在施工现场选择专业设备负责上述工作，防止材料由于磕碰导致损坏或出现变形问题，避免对建筑幕墙的正常施工产生影响。

5.2 检查窗洞口封堵

幕墙施工中需要注意进行各个位置密封性的检测工作，其中窗洞口的封堵性能需要进行重点检查。施工中应选择合适的窗洞口位置，严格计算各窗洞口之间的距离，方便幕墙防火层施工和设计。对于无面墙类型的建筑，应保证对衬板处防火层的全面设计，也要确定窗洞口封堵状况，合理进行幕墙结构设计，保证封堵等位置的质量可以全面满足防火要求，这样不仅能够提升防火层的稳定性，也能满足对防火层功能方面的要求。

5.3 防火系统科学设计

利用合理的设计能够确保建筑幕墙系统结构的稳定性，利用结构提升幕墙的防火能力，可以更有效地发挥材料的性能并减少材料消耗。为此，需要明确幕墙防火设计的标准和目的，根据建筑需求确定是否使用两道防火层，给建筑整体设置双重防护。在转接件的设计中，应分析计算建筑幕墙、主体结构的具体方位，并保证转接位置在防火材料的内侧，在火灾发生后，通过防火材料可实现对转接件的保护，避免火灾导致转接件性能严重受损，确保幕墙结构在火灾中保持稳定状态。设计防火节点时要进行建筑工程的数字模拟，分析结构的隔水性、耐烟性等，并保证结构在1h内保持稳定结构，满足防火性能要求。

5.4 使用水循环冷却系统

水循环系统起到带走热量的作用，利用水循环系统的水也能阻止飞火窜入建筑，控制由于热辐射导致的火灾蔓延。幕墙结构中加入水循环系统，在火灾发生后可降低幕墙的温度，控制火势发展，使建筑幕墙结构具有更高的耐热性。可以在钢结构中加设水循环冷却系统，在火灾发生后，冷却水可以带走传递给钢结构的热量，减少高温对钢结构的影响，避免钢结构融化导致建筑坍塌。