【特别分析】从央视新楼配楼失火谈对幕墙的反思
四、幕墙防火
4.1幕墙的防火是一个非常重要的问题,一般幕墙玻璃均不耐火,在2500C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理,火灾初起时,浓烟即已通过该缝隙向上层扩散(如图41);火焰可通过这一层缝隙向上窜到上一层楼层(图42);当幕墙玻璃开裂掉落后,火焰可从幕墙外侧窜至上层墙面烧裂上层玻璃幕墙后,窜入上层室内(图43、图44)。
图41窜烟 图42窜火 图43卷火
图44卷火
4.2幕墙防火必须认真执行GB50045-95(2005版) 、GB50016-2006
建筑幕墙的设置、层数、长度、面积和防火分区、防火间距及建筑幕墙的防火节点的耐火极限要求等应符合《建筑设计防火规范》GB50016-2006和《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95(2005版)
建设部关于发布国家标准<<高层民用建筑设计防火规范>> GB50045-95(2005版)局部修订的公告,于2005年10月1日起正式实施。该公布于2005年7月15日发布。规范的3.0.8条就是单独针对幕墙防火进行规定的。新的修订内容如下:
“3.0.8 建筑幕墙的设置应符合下列规定:
3.0.8.1 窗槛墙、窗间墙的填充材料应采用不燃烧材料。当外墙采耐火极限不低于1.00h的不燃烧体时,其墙内填充材料可采用难燃烧材料。
3.0.8.2 无窗槛墙或窗槛墙高度小于0.80m的建筑幕墙,应在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幕墙。
图33
3.0.8.3 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。”
图45
4.3目前对3.0.8.2条执行不力,在此着重说明如下:
防火构造设计:首先必须明确两点,1、防火首先防烟; 2、防火要防卷火;幕墙的防火设计非常重要,一般幕墙玻璃不耐火,通常在250摄氏度即炸裂,钢化玻璃在800摄氏度高温下8分钟即炸裂。所以真正意义上的防火不但但要将幕墙与水平楼板之间的缝隙堵上,而且要在构造上尽量考虑卷火的发生。往往实现第一条还容易,但是要防止卷火则要根据工程实际情况往往很难实现。高规防火中明确要求防火窗下墙不得低于800mm。这是有理论根据的,因为幕墙高层的梁高一般不低于400mm,这样梁和窗下墙的总高度为1200mm左右,而通常楼层见卷火直径不大于1200mm。事实证明要作好防火不但要作好层间封堵,而且要防止卷火。美国安底斯办公大楼由于没有有效的隔层处理造成火势大面积上延。我们幕墙的防火设计不但要符合GB50045的要求,而且要注意以下六点基本准则:
1、 幕墙与主体结构的连接构件要在防火保护范围之内;
2、 防火节点1小时不透烟;
3、 防火节点1小时不蹿火;
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窗台处设置第二道防火层;
6、 防火层浸水1小时仍保持原性能。
4.4幕墙防火必须认真执行JGJ102-2003。
GB50045-95(2005版)新的条款和JGJ102-2003提出的防火基本是一致的. 黑体表示05版强制条款。画下划线的表示为05版修订的内容。
《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003规定:
1.玻璃幕墙的防火设计应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016的有关规定;高层建筑玻璃幕墙的防火设计尚应符合现行国家标准《高层民用建筑设计防火规范》GB50045的有关规定。虽然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,而且应与建筑的整防火要求相适应。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,是通过在缝隙部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温烟气在建筑内部扩散的目的。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。
2.玻璃幕墙与其周边防火分隔构件的缝隙,与楼板或隔墙外沿间的缝隙,与实体墙面洞口边缘间的缝隙等,应进行防火封堵设计。耐久性、变形能力、稳定性是防火封堵材料或系统的基本要求,应根据缝隙的宽度缝隙的性质(如是否发生伸缩变形等)、相邻的构件材质、周边其它环境因素及设计要求,综合考虑,合理选用。一般而言,缝隙大,伸缩率大、防火等级高,则对防火封堵材料或系统的要求越高。
3.玻璃幕墙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、密封性能和耐久性;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。
4.玻璃幕墙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。玻璃幕墙的防火封堵构造系统有许多有效的做法,但无论何种方法构成系统的材料都应具备设计规定的耐火性能。
5.无窗槛墙的玻璃幕墙,应在每层楼板外沿设置耐火极限不低于1.0h、高度不低于0.8m的不燃烧实体裙墙或防火玻璃裙墙。计算实体裙墙的高度时,可计入钢筋混凝土楼板厚度或边梁高度。
6.玻璃幕墙与各层楼板、隔墙外沿间的缝隙,当采用岩棉或矿棉封堵时,其厚度不应小于100mm,并应填充密实;楼层间水平防烟带的岩棉或矿棉宜采用厚度不小于1.5mm的镀锌钢板承托;承托板与主体结构、幕墙结构及承托之间的缝隙宜填充防火玻璃,其耐火极限应符合设计要求幕墙用防火玻璃主要包括单片防火玻璃,以及由单片防火玻璃加工的中空玻璃、夹层玻璃等。
7. 同一幕墙玻璃单元,不宜跨越建筑物的两个防火分区。为了避免两个防火分区因玻璃破碎而相通,造成火势迅速蔓延,规定同一玻璃板块不宜跨越两个防火分区。
《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003条文说明指出: 虽然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分隔构件间的缝隙、与楼板或隔墙外沿间的缝隙、与实体墙面洞口边缘间的缝隙等,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温烟气在建筑内部扩散的目的。玻璃幕墙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。玻璃幕墙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。
4.5幕墙防火封修 基本节点(图46、47、48)
图46
注意事项:a:转接件尽量封在两道防火层内侧。
b:防火封修尽量在横框部位,尽量避免一块玻璃跨两个区间。
图47
从上图可以看出:转接件应尽量封在两道防火层;防火封修尽量设置在横框部位,尽量避免一块玻璃跨两个区间;竖框伸缩缝应大10mm。单元式幕墙防火封修设计更应注意防火封修组件的安装顺序,因为单元幕墙为整体吊装,不宜于幕墙外侧安装防火封修,所以应在单元幕墙吊装之前将不宜后安装的封修组件先固定好,其余部件应在单元安装好以后也可易于安装,见图44:
图48
值得注意的是:对于高层建筑,除了在每层楼板处作层间封修外,还应根据需要每隔四或五层作防火隔离带。考虑到经济因素层间封修是局部防火设计,而隔离带部位的玻璃幕墙应进行全方位的防火设计:防火玻璃、防火胶、防火混凝土、防火螺栓等。