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幕墙设计加强篇—玻璃幕墙的防火构造设计

-|分类:墙体幕墙|2018-01-08 17:42:41|-

《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003条文说明第4.4.7条指出:“虽玻璃幕墙本身一般不具有防火性能,但是它作为建筑的外围护结构,是建筑整体中的一部分。在一些重要的部位应具有一定的耐火性,而且应与建筑的整体防火要求相适应。玻璃幕墙与其周边防火升隔构件间的缝隙,与楼板或隔墻外沿间的缝隙等,应进行防火封堵设计防火封堵是目前建筑设计中应用比较广泛的防火、隔烟方法。是通过在缝隙间填塞不燃或难燃材料或由此形成的系统,以达到防止火焰和高湿烟气在建筑内部扩散的目的。玻璃幕墻防火封堵构造系统的填充料及其保护性面层材料,应采用耐火极限符合设计要求的不燃烧材料或难燃烧材料。玻璃幕墻的防火封堵构造系统,在正常使用条件下,应具有伸缩变形能力、密封性和耐久性;在遇火状态下,应在规定的耐火时限内,不发生开裂或脱落,保持相对稳定性。防火封堵材料或封堵系统应经过国家认可的专业机构进行测试, 合格后方可应用于实际幕墙工程。


玻璃幕墙的防火设计是一个非常重要的问题,一般幕墙玻璃均不耐火,在250℃即会炸裂,而且垂直幕墙与水平楼板之间往往存在缝隙,如果未经处理或处理不合格.火灾初起时,浓烟即已通过该缝隙向上屋扩散(图1)。火焰可通过这一缝隙向上窜到上一层楼层(图2),当幕墙玻璃开裂掉落后,火焰可从幕墙外侧窜到上层墻面烧裂上层玻璃幕墻后,窜入上层室内(图3)。


美国安底斯大楼火灾、大面积玻璃幕墙成为火势向上蔓延的要途径。1988年洛杉矶第一洲际银行大楼(62层)起火后,由于幕墻玻璃很快破裂,火焰沿外墙上卷延烧,造成十分惨重损失。1994年,上海沪西文化宫二楼火灾,由于外墙面为玻璃幕墙无防火设施,10-15min时间,杆件熔化掉落,玻炸裂,二、三房全部受灾。


为此《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95)对玻璃幕墙的防火作了专门规定。要求玻璃幕墙的设置应符合下列防火安全要求:


(1)窗同墙、窗槛墙的填充材料应采用非燃烧材料如其外墙面采用耐火极限不低于1h的非燃烧材料时,其墙内填充材料可采用难燃烧材料;


(2)无窗间墙和窗槛墻的玻璃幕墙,应在每层楼板外沿设置不低于800m高的实体裙墙(图4);


(3)玻璃幕墙与每层楼板、隔墙外的缝隙、须用非燃烧材料严密填实。


这些规定可具体化为以下六条:


(1)幕墙与主体结构的连接构件要处在防水保护范围内;

(2)防火节点1h不透烟;

(3)防火节点1h,不窜火;

(4)防火节点要做到压风时不挤碎玻璃,风吸时不产生缝隙;

(5)防火层以上玻璃只能裂、不能因掉落而形成空洞, 为防止火窜入空洞后向上蔓延,应在楼层顶部设有第二防火层;

(6)防火节点浸水1h后仍保持原性能。

97SJ103(铝合金玻璃幕墙》图集,提出了幕墙防火节点设计,是在主体结构梁底设≥100mm厚防火层,这可以阻止火向上一层蔓延(图2的窜火),但对窜烟(图1)、卷火(图3)的问题还不能解。据调查已建成采用幕墙的建筑大部份未设置80cm高防火裙墻,这是由于建筑师(业主)认为防火裙墙影响幕墙艺术效果,于是有人根据卷火直径约为1.2m的原理,提出在楼层上设30cm高的踏脚线,在圈梁底向下设约500mm混凝土挡火板,这样加上圈梁(约400mm)高度,则总高度约为120cm。在踏脚线顶部和挡火板底部各用40mm厚硅酸铝(钙)板(耐火极限>60s)封闭,在板与幕墙杆件(玻璃)间用防火密封胶密封.达到防止浓烟上窜,120cm高实体混凝土板可防止卷火,即使卷火使120cm范围内玻璃开裂再次进入幕墙与混凝土墙板之间,也被踏脚线顶部防火层挡住不能窜入上一层房间(图5)。


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