旭密能源科技有限公司 202105
摘要：玻璃幕墙作为现代建筑的装饰及外围护结构，自上世纪70年代末传入我国后至今，经过40年高速发展，到目前为止我国已经跃升为幕墙第一使用大国。玻璃幕墙作为维护结构依附于主体结构上，由于其构造的特殊性，层间防火封堵往往成为建筑防火中最薄弱的环节。如何解决玻璃幕墙层间防火问题，对在火灾中减少不必要的人员财产损失，起着至关重要的作用。同时我们对幕墙防火材料的选择及如何提高其防火性能，需要不断深入研究。本文就玻璃幕墙层间防火构造、防火材料的选择，作简单分析供参考。
关键词：玻璃幕墙 防火材料 安全 层间防火封堵
在探讨幕墙层间防火之前，我们必须对火灾的成因、火灾的发展特性有一定的了解，这样才能有有针对性地采取措施，有效遏制火灾所产生的严重后果。
火灾对每个人来说都不陌生，火灾是由于意外着火引起的严重灾难。火灾的起因也十分繁杂，生活用火不慎能引起火灾、生产活动中违规操作能引发火灾、易燃物自燃能引起火灾、人为用电不当能引起火灾等等，生活中可能一个小小疏忽都可以酿成一场可怕的火灾。因此提高建筑抵抗火灾的能力非常重要。
一、火灾的发展阶段
1.初级阶段
室内火灾初期，火灾范围不大，火灾仅限于初始起火点附近，产生的热量也比较少，如果起火点不在玻璃幕墙附近，此时火灾对幕墙的影响不大。
2.轰燃阶段
随着燃烧的持续，大量热量和烟气在室内积聚，当温度达到临界值时，整个房间的可燃物将会猛烈燃烧，猛烈燃烧产生更多的热量和烟气会迅速冲破玻璃。由于燃烧不充分会伴随产生大量的有毒气体。
3.全面发展阶段
由于玻璃破碎大量空气进入室内催化燃烧，此时为燃烧最为剧烈，大量火焰从破碎缺口中窜出，在空气的助力下向上形成卷火，卷火属于室外燃烧会破坏上一层的建筑玻璃，如果层间防火措施不完善，会导致连续火灾。
4.衰减阶段
随着室内可燃物燃烧殆尽，火势慢慢减少，室内温度慢慢减低，最终慢慢熄灭。
通过以上对火灾基本原理的了解，我们了解到火灾期间热量和烟气是沿着建筑顶板向四周传递后再向上一层扩散，这对我们幕墙和结构边梁的连接封堵做法是一个巨大的考验，连接做法和防火封堵构造是否合理直接决定火灾所造型的影响大小。
二、玻璃幕墙层间构造及火灾主要扩散途径示意
为了能够更好分析和理解幕墙的防火设计，我们将通过图示方式形象展示幕墙层间构造做法及火灾主要扩散途径示意，具体如下：
幕墙层间构造做法
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火灾主要扩散途径示意
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1 2 3
窜烟 窜火 卷火
通过以上图片对比我们能比较清楚的了解到，火焰主要传播路径可分为以下二种：
1、通过幕墙内侧与结构边梁之间的空隙向上传播。
2、通过玻璃缺口形成卷火向上传播。
由此可见玻璃幕墙与主体结构之间施工缝隙的封堵及如何让玻璃在高温高压力情况下延长破碎时间，是防止火灾的有效控制手段。
三、理解规范的基本要求
1、根据《建筑设计防火规范》、《玻璃幕墙工程技术规范》中对于层间防火构造及材料的要求，结合实际工程经验，我们可以总结出以下两点：
a）一般采用玻璃幕墙的建筑基本为人员相对较密集的场所，故建筑层间防火保温棉材料基本否认了B级材料，均要求按A级来考虑，我们在设计的时候应尽量按照A级要求来设计，从而保证其防火性能。
b）考虑到建筑立面的外观效果，窗间1200mm实体墙及1000m挑檐做法基本已经不被采用，目前绝大多数幕墙层间防火高度一般都是按照800mm高度的实体墙来设置的，部分不满足800mm高度的，除了规范描述的设置防火玻璃，也可以设置防火钢板，水泥纤维板等。
四、材料的选择
根据规范要求，涉及层间防火封堵的材料主要有防火棉、1.5mm镀锌钢板及防火密封胶。
防火棉是防火封堵的主要材料，其重要性不言而喻。一般主要分为两种，岩棉和矿渣棉。岩棉的主要原材料是天然玄武岩，加入定量化学试剂，通过高温制成的无机质纤维。矿渣棉的主要原材料为工业矿渣，经过重熔等现代化工艺制成的无机质纤维。由于两者成分差异，矿渣棉的防火性能达不到规范要求的A级防火，应此现在大多数幕墙工程中禁止使用矿渣棉使用，一般都是采用防火性能优越的岩棉，作为建筑防火封堵的材料。
我们在工程实际运用中做层间防火封堵的时候要严格按照规范要求执行，至少要求满足1小时防火要求。楼层和房顶边缘上的空隙完全使用防火岩棉填充，防火岩棉的密度一般为120 kg/m³，从底部到顶部的厚度应该为200 mm。宽度至少应比楼板边空隙大15mm，只有大于安装尺寸才能使得岩棉能填充密实，避免产生缝隙，预留火灾隐患。另外防火岩棉需采用1.5mm的镀锌钢板承托，在建筑结构的层与层之间和外部幕墙之间提供连续的密封屏障。在钢板拼接处采用防火密封胶封堵，防止火灾时烟气透过缝隙向上扩散。
除了防火封堵材料选择上一定要严格把控，幕墙本身材料的选择也应该不断探索突破。目前我们玻璃幕墙主要常用材料无非铝合龙骨、钢龙骨（跨度大或有防火要求时使用）、转接件、玻璃面板。
幕墙内部龙骨一般采用铝合金龙骨，但在一些大跨度及由防火需求的位置，需采用钢龙骨。幕墙常用铝合金牌号为6061、6063，由高温挤压而成，根据其冷却方式不同又分为T5、T6。铝合金虽然为不燃材料，但是高温后会产生变形，影响其自身强度，而我们的玻璃面板是依附于铝合金龙骨之上，这种变形很容易产生玻璃破裂，加速火灾扩散。钢龙骨防火性能较铝合金要好一点，但是由于其外观效果及塑形能力达不到铝合金的效果，故一般情况下首选铝合金龙骨。
转接构件是幕墙和主体结构连接的桥梁，是主要承载构件，一般采用钢制或铝制，同样在高温情况下会降低承载力应此在设计中，保护转接构件不直接受火灾高温影响，也非常主要。
幕墙玻璃一般没有固定熔点，随着长时间的高温会逐渐软化，在软化失去刚度的同时再受到热压冲击，就会瞬间破裂。玻璃在加工时的质量问题，如刮痕、缺口、等缺陷也会加速玻璃破碎。
由此可见幕墙材料的技术更新、加工工艺的探索，是我们幕墙从业者要一直要坚持的目标。
五、结束语
通过对火灾特性及扩散途径的了解，结合玻璃幕墙的层间构造，我们发现其实幕墙层间防火构造并不复杂，只要严格按照国家规范执行，严格把控材料品质，就能在发生火灾时有效控制火灾的扩散，降低火灾造成的人员财产损失。本文主要针对火灾扩散途径结合幕墙防火规范作简单解读，希望我们幕墙工作者，千万不要因为其构造简单而忽略其重要性，进而酿成无可挽回的后果。
参考文献：
GB 50016-2014（2018年版）《建筑设计防火规范》
JGJ 102-2003《玻璃幕墙工程技术规范》
《建筑工程技术与设计》