幕墙用防火玻璃的几点思考

1. 简述

某项目幕墙采用玻璃幕墙，消防验收时专家提出现场外幕墙在不同防火分区处的乙级防火窗满足不了规范要求，需重新更换，针对现场出现的情况及防火幕墙做了一些思考：

二、设计说明

本项目外幕墙设计中在裙房与主楼交接位置的不同防火分区分界处及中庭（挑高8米）、羽毛球场（挑高7.8米）、暗室（挑高12米）的上空设置了乙级防火窗，做法为：立柱采用100*60*4钢方管（表面氟碳喷涂处理），横梁采用60*60*4钢方管横梁（表面氟碳喷涂处理）。玻璃采用6（Low-e）+12A+6mm双钢化中空防火玻璃。

根据建筑设计防火规范GB50016-2014（2018版）第5.3.1条规定：建筑内设置中庭时，其防火分区的建筑面积应按上、下层相连通的建筑面积叠加计算；当叠加计算后的建筑面积大于本规范第5.3.1条的规定时，应符合下列规定∶与周围连通空间应进行防火分隔∶采用防火隔墙时，其耐火极限不应低于1.00h；采用防火玻璃墙时，其耐火隔热性和耐火完整性不应低于1.00h。采用耐火完整性不低于1.00h的非隔热性防火玻璃墙时，应设置自动喷水灭火系统进行保护（注：现场已设置了自动喷水灭火系统）；

二层乙级防火窗位置

三、现场实施情况

现场采用的玻璃为（一层钢化玻璃加一层防火玻璃组成的中空玻璃，厚度为6（Low-e）+12A+6mm），消防验收时验收组专家指出乙级防火窗应使用钢龙骨加A1.0等级的耐火玻璃，现场使用的玻璃只能达到C1.0等级要求。另外乙级防火窗有一处为开启扇，专家认为开启扇应在着火时有自行关闭功能（需与消防联动系统联动，在60s内自行关闭）。

消防验收专家意见

现场防火窗玻璃防火标志

A1.0等级玻璃防火标志

四、解决办法

经与设计单位沟通，在不改变幕墙外立面效果的前提下在原有乙级防火窗的基础上在内侧新加一层A1.0等级的玻璃（注：后增26mm复合防火玻璃），并用防火胶固定及密封，在保证排烟面积满足要求的情况下将开启扇取消，改为固定玻璃。

原设计乙级防火窗节点图

变更后乙级防火窗节点图

现场增加A1.0等级玻璃

1. 玻璃幕墙防火分区的注意事项

1.竖直方向的幕墙防火封堵设计：

竖直方向的防火封堵设计是幕墙防火设计的重中之重。根据建筑结构的不同，分以下几种情况：

（1）、当幕墙内侧有实体窗槛墙时（规范要求包括结构梁板及上部泛水高度≥800mm，根据蹿火半径，此高度宜为1200mm）。对该节点，设计应注意以下几点：

1.1正确划分板块

幕墙设计人员应正确理解防火分区概念，楼面梁及实体窗槛墙是属于上下防火分区的隔断，因此对有窗槛墙的防火分区以楼面水平线划分并不合理，而宜以楼面、楼面梁及实体窗槛墙的外沿线进行划分确定。玻璃板块并未穿越两个防火分区，与规范中的有关要求也并不矛盾，即使火灾中楼面玻璃板块破坏，由于上道防火封堵并未受到破坏，防火封堵仍可以起到有效的阻隔作用。建议不宜采用板块划分模式。若由于建筑原因必须采用这种划分模式时，建议楼面处的玻璃采用防火玻璃，并且立柱的伸缩缝宜稍向下设置，以错开横梁的角码位置。或者在楼面上的第一根横梁上方加做一道防火封堵，以保证即使楼面处的板块破坏但由于上道防火封堵未受破坏，仍可有效起到防火保护作用。但这种结构从室内看由于窗台高度过高明显影响视觉效果。

1.2防火层宜尽量设置在梁底下缘与吊顶齐平（或与梁底齐平），并设置在幕墙横梁的下方

其目的也是为了保护预埋件、钢角码等尽量不受火灾的影响（钢材在300℃-400℃时承载力会降低，600℃时会失去承载力，铝型材的耐火温度更低）。如果在火灾中预埋件及钢角码等受到严重影响后承载力降低，甚至丧失。这时，当整个幕墙骨架脱落时，其后果是极其严重的。

1.3 窗槛墙上部与幕墙相交处宜增加一道防烟封堵

通常这种有窗槛墙的幕墙玻璃未采用防火玻璃，一旦该处玻璃破裂后，由于实体墙（包括梁与板等）的保护，通常明火火焰难以直接蹿至上一楼层，但火灾中产生的大量有毒烟气会随着玻璃的破裂而进入到上一楼层。如果在窗槛墙的上部与幕墙的相交处再增加一道防烟封堵的话，此问题基本可以得到解决。

1.4 采用此种结构时，防火层通常用1.5mm 厚的钢板支撑内部的防火岩棉

在设计时，应注意钢板不能直接与幕墙玻璃接触，以避免在火灾时钢板受热膨胀顶碎玻璃。但钢板又不能与幕墙玻璃距离太大，以免在负压作用时（火灾时因室内温度升高室内压力大于室外，也相当于幕墙承受到负压作用），钢板与幕墙玻璃之间被拉脱形成明缝，造成烟气上升使防火层起不到应有的防火效果。

（2）、当楼层位置无窗槛墙（或梁板高度小于 800mm）时，从安全防范角度考虑不够理想

由于构造原因，上下防火分区通常有一板块相连，而此板块往往是支承在下一防火分区的横梁上。当下一防火分区发生火灾时，此玻璃板块极易被破坏（钢化玻璃通常遇火5-8min破裂）。一旦玻璃破裂，由于缺乏实体墙的保护，烟气甚至明火就极易蹿至上一防火分区。因此对这种结构防火设计的关键是对此块玻璃的处理方式。即连接上下防火分区的玻璃板块用防火玻璃（此片玻璃的高度宜大于蹿火半径，若玻璃高度过大，则宜上下设置两道防火玻璃）。若幕墙玻璃为非镀膜玻璃，则用夹丝双钢化防火玻璃代替钢板与岩棉或用单片防火铯钾防火玻璃进行封堵，若幕墙玻璃为镀膜玻璃，则水平封堵。另外采用此种结构时楼面处的横梁角码固定也存在问题。其余与有窗槛墙的竖直封堵要求相同。

（3）、水平方向的防火封堵设计

水平方向的防火封堵设计与上述的竖直方向的防火封堵设计在实质上是一致的，但在设计时又极易被忽视。根据建筑结构的不同，分为有无窗间墙两种情况：

3.1、当水平两个防火分区之间有窗间墙时，幕墙通常与窗间墙齐平（幕墙在窗间墙外侧的情况极少），此时防火主要依靠窗间墙来实现。根据《高层民用建筑设计防火规范（GB50045-95，2001年版）》中的第 5.2.2条要求，窗间墙的宽度宜大于2m。若窗间墙宽度小于2m，则两个防火分区处也需设置防火玻璃。

3.2、当水平方向两个防火分区之间无窗间墙时，此防火封堵节点可参照楼层位置无窗槛墙时竖直方向的防火封堵设计。但此处立柱宜从两个防火分区的隔断处开始设置。立柱在两个防火分区处均需设置防火封堵，并应按室内装饰要求选取合适的封堵材料。要注意的是防火分区分隔处的两块幕墙玻璃均应采用防火玻璃，而且此两块防火玻璃宽度之和不宜小于2m。

3.3、为保证安全，建议不管是否有窗间墙，在防火封堵处理时，宜将两个防火分区相邻处的立柱用防火岩棉封堵在防火层内（有窗间墙时为两根立柱），以保证在火灾时另一防火分区内的结构不会受到大的影响。同时，用作防火封堵的防火板与幕墙玻璃的间隙要求同上述的竖直方向的防火板与玻璃的间隙要求。

（4）、幕墙的下列部位应采用防火玻璃：

①透明的层间隔烟封堵；

②防火墙左右两侧的竖向透明防火带；

③无窗下实体墙或实体墙高度不足时，楼板上下两侧的透明水平防火带；

④划分防火分区的透明防火墙；

⑤其它透明防火隔断、透明楼板。

六、关于建筑防火分区处的幕墙节点构造

1.明框防火玻璃幕墙节点如下：

节点构造分析：明框防火玻璃幕墙龙骨采用防火钢龙骨，外罩装饰铝罩板；玻璃采用防火玻璃；明框外压板选用防火钢底板，防火钢底板通过不锈钢螺栓组将防火玻璃固定在防火钢龙骨上；在玻璃与龙骨、钢压板连接处选用防火双面胶贴。这样形成了完整的玻璃幕墙防火体系，既保证了玻璃幕墙系统的柔性连接及外装饰效果，又保证了系统的防火性能。

2.隐框防火玻璃幕墙节点如下：

节点构造分析；隐框防火玻璃幕墙龙骨采用防火钢龙骨：外套铝合金立柱，玻璃采用防火玻璃，隐框压块型材选用不锈钢压块。由于隐框玻璃幕墙硅酮结构胶不能满足防火性能要求，铝合金玻璃边框熔点较低，因此在隐框防火幕墙系统中不能选用硅酮结构胶及铝合金玻璃边框，所以在防火玻璃与防火钢龙骨连接处我们采用不锈钢连接件连接，中间加设双面防火胶垫；内片防火玻璃与不锈钢压块型材通过不锈钢沉头螺钉连接；隐框防火玻璃之间的密封材料选择防火密封胶，这样就实现了隐框玻璃幕墙系统的保温、防火一体化性能。

3、建筑防火分区处的幕墙材料选用

3.1.龙骨：由于铝的熔点约为700度，而钢的熔点为1450度，钢的熔点远高于铝的熔点，因此在防火分区处的幕墙竖向主龙骨和横向次龙骨均选用钢型材，钢材表面处理可参照建筑主体钢结构的表面处理方式：底漆采用环氧富锌底漆，中间层为云铁环氧漆，最后涂刷薄型防火涂料（耐候极限须达到建筑防火设计要求）。

3.2.胶：防火分区处的幕墙胶选用单组分中性硅酮防火密封胶，要求同时具备了防火、防水、耐候性能。防火密封胶的耐火极限应符合《防火封堵材料》GB23864-2009规定：

防火密封胶也要具备防水、耐气候老化性能及耐高低温性能。

3.3.玻璃：根据《建筑用安全玻璃 第1部分：防火玻璃：（GB15763.1-2009）》的规定，防火玻璃按照耐火性能划分如下：

防火玻璃可根据建筑防火设计对防火玻璃的耐火极限要求参照以上表格进行选择，为保证建筑幕墙本身的防火性和节能性，可采用中空双钢化LOW-E防火玻璃，室外单片玻璃采用钢化LOW-E玻璃，室内单片玻璃采用钢化防火玻璃（耐火极限须符合建筑防火设计要求）。这样即满足防火幕墙的防火性，又保证建筑节能性及外观效果。

4.防火幕墙的分析：

通过以上两种防火玻璃幕墙节点构造和材料选用的分析和比较可以看出，首先在幕墙材料的选择上必须保证所有材料均为防火材料（防火性能要达到建筑防火设计要求）；其次在具体构造节点处，各种防火主材料连接处的连接件均采用钢材，不能采用铝合金材料；密封及隔离材料也需具有防火功能的防火材料，这样才能保证防火玻璃幕墙系统的防火性能达到建筑设计防火要求。

七、管理经验得失总结

通过此次事件让我受到了一些教训，首先作为管理方，应对“消防”、“防火”这类字眼敏感，严格把控涉及到消防的任何事项，不能马虎。

在方案设计阶段，要关注在不同防火分区交界处外幕墙是否设置了防火窗，防火窗设置的位置是否正确，防火窗处幕墙龙骨间隔影响几扇窗，防火窗的耐火等级是否满足规范要求，当采用自然排烟时外幕墙开启面积是否满足要求,防火窗等级是否明确，防火窗所用材料的参数是否标注，如：型材、胶、完整性、隔热性、透光率等。

在施工图设计阶段，要关注防火窗位置是否有开启扇，开启扇是否跟消防系统联动，联动设计是否有要求？就地控制是否设置？防火窗采用的龙骨及玻璃是否能达到设计的耐火等级要求。

在施工阶段，要关注进场的龙骨、玻璃、防火胶等材料是否与设计要求的规格型号相符，要确保现场施工与设计的一致性。

后记：经与消防验收专家沟通交流，专家表示，之前对防火窗关注度不高或者要求不严格，今后主管部门会逐步会提高对防火窗的严格要求；经了解目前市场上专门做防火玻璃的厂家还比较少，且防火窗针对幕墙玻璃来说，面积占比较小，故价格比较高（本项目采用的26mm复合防火玻璃价格为1180元/㎡）。

来源：建造老王