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建筑幕墙防火设计常见的问题及解决方案

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谢得亮

【摘要】六年多来，在深圳地区建筑幕墙的施工图强制性审查过程中，发现有较多建筑幕墙的防火设计不符合相关规范的要求。本文针对建筑幕墙施工图设计与相关防火规范要求不相符等常见问题，进行归分析、归纳、总结，并提出相应的注意要点或解决方案。

【关键词】防火玻璃墙; 实体墙; 层间防火封堵; 隔墙防火封堵;自然排烟窗

1.引言

《建筑设计防火规范》GB50016-2014，自2015年5月1日起开始实施，对幕墙的防火封堵等，作了比较严格的规定，该规范2018年又作了修订。

在幕墙施工图设计中，经常出现防火玻璃幕墙设计不符合要求，不燃性实体墙高度不满足规范要求，层间防火封堵不规范，没有做幕墙与室内隔墙处防火封堵或封堵不符合规范要求，消防救援窗的设置不符合规范要求，屋顶采光顶棚龙骨没按规范要求做防火涂料处理等。

与建筑幕墙防火有关的规范、标准等主要有：《建筑设计防火规范》50016-2014（2018年版）、《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017 、《建筑防火封堵应用技术规程》CECS：2003、《建筑钢结构防火技术规范》GB51249-2017、《钢结构防火涂料》GB14907-2002、 “建筑高度≥250m民用建筑防火设计加强性要求”（公安部的公消[2018]57号文，2018年4月19日发布并实施）、《建筑设计防火规范》50016-2014图示13J811-1改、《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003、《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001等。

2.建筑幕墙常见的防火设计问题

2.1防火玻璃墙设计的问题

2.1.1规范条文

2.1.1.1《建筑设计防火规范》第5.3.2强制性条文（抄摘）：建筑内设置中庭时，其防火分区建筑面积应按上、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条规定时，应符合下列规定：

与周围连通空间应进行防火封堵：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的非隔热防火玻璃墙时，应设置自动喷水灭火系统进行保护;采用防火卷帘时，其耐火极限不应低于3.00h，并应符合本规范第6.5.3条的规定;与中庭相连通的门、窗，应采用火灾时能自行关闭的甲级防火门、窗。

2.1.1.2《建筑设计防火规范》第5.3.6条（抄摘）：餐饮、商店等商业设施通过有顶棚的步行街连接，且步行街两侧的建筑需要利用步行街进行安全疏散时，应符合下列规定：步行街两侧建筑的商铺，其面向步行街一侧的围护构件的耐火极限不应低于1.00h，并宜采用实体墙，其门、窗应采用乙级防火门、窗;当采用防火玻璃墙（包括门、窗）时，其耐火隔热性和耐火完整性不应低于1.00h;当采用耐火完整性不低于1.00h的非隔热防火玻璃墙（包括门、窗）时，应设置闭式自动喷水灭火系统进行保护。相邻商铺之间面向步行街一侧应设置宽度不小于1.0m、耐火极限不低于1.00h的实体墙。

2.1.2防火玻璃墙设计的常见问题

以上规范条文，要求设置防火玻璃墙，但防火玻璃墙的设计，常存在如下典型问题：

a.防火玻璃墙采用铝合金龙骨;

b.在无设置自动喷水灭火系统进行保护的情况下，采用不具备隔热功能的单片防火玻璃;

c.采用普通的化学锚栓作为后埋件锚固;

d.钢立柱采用座立承压受力模式，且没有经过受火验算;

e.采用三元乙丙等普通胶条作为密封胶条，并采用普通密封胶进行密封。

2.1.3防火玻璃墙设计常见问题的注意要点及解决方案

a.采用有型式报告的钢框架，采用预埋件或对穿螺栓等机械锚固件固定钢立柱;

b.在无设置自动喷水灭火系统时，应采用具有耐火隔热性和耐火完整性滿足规范要求，且具有型式报告的复合防火玻璃;

c.在有设置自动喷水灭火系统时，可采用仅有耐火完整性满足规范要求，且具有型式报告的单片防火玻璃;

d.应采用具有防火且遇火膨胀功能的防火密封胶条及防火密封胶。

2.2建筑幕墙的层间实体墙高度问题

2.2.1规范条文

《建筑设计防火规范》第6.2.5强制性条文（抄摘）：除本规范另有规定外，建筑外墙上、下层开口之间应设置高度不小于1.2m的实体墙或挑出宽度不小于1.0m、长度不小于开口宽度的防火挑檐;当室内设置自动喷水灭火系统时，上、下层开口之间的实体墙高度不应低于0.8m。当上、下层开口之间设置实体墙确有困难时，可设置防火玻璃墙，但高层建筑的防火玻璃墙的耐火完整性不应低于1.00h，多层建筑的防火玻璃墙的耐火完整性不应低于0.50h。外窗的耐火完整性不应低于防火玻璃墙的耐火完整性。

2.2.2层间实体墙设计的常见问题

a.层间防火节点类型A，混凝土梁高度不满足规范要求，采用镀锌钢板+100mm厚防火岩棉的做法，难以满足规范的耐火完整性要求;

b.层间防火节点类型B，楼板外挑较长。采用镀锌钢板+100mm厚防火岩棉的做法，难以满足规范的耐火完整性要求;

c.《建筑设计防火规范》50016-2014图示13J811-1改第6.2条所对应图示存在的问题。如下图示，在玻璃幕墙上设置防火玻璃墙，图集中也注明了防火完整性为a（高层建筑a≥1.00h，高层建筑a≥0.50h。因为防火玻璃设置在玻璃幕墙上，此处的耐火完整性要求的，不仅仅是防火玻璃构造，还包括此处的玻璃幕墙的龙骨耐火性，如下图所示：

2.2.3层间实体墙高度不够的解决方案

2.2.3.1对于混凝土梁高度不满足规范要求，应补够规范要求的0.8m（室内有设置自动喷水灭火系统），除了规范所讲的防火玻璃做法，还有多种常见做法，不同的做法，均采用独立的轻钢龙骨垂吊混凝土梁下，如下层间防火节点附图A1、A2、A3：

《建筑钢结构防火技术规范》GB51249-2017的3.1条文也有类似的规定。

2.5.2采光顶棚承重钢梁设计的常见问题

采光顶棚承重钢梁设计没有明确承重钢梁等的耐火极限要求。

2.5.3采光顶棚承重钢梁设计的防火问题解决方案

幕墙设计时，应按照建筑及结构设计要求，以及《建筑钢结构防火技术规范》GB51249-2017的3.1.4条文要求，应注明建筑的耐火等级、构件的设计耐火极限、构件的防火保护措施、防火材料的性能要求及设计指标。防火涂料的选用应符合《钢结构防火涂料》GB14907-2002等的要求。

2.6高度≥250m民用建筑的幕墙防火问题

2.6.1相关条文

a.第八.3条：在避难区对应位置的外墙处不应设置幕墙。条文解释为方便对避免区域展开救援，方便特殊情况下，救援人员直接进入避难层开辟阵地。同时，防止火势和烟气通过幕墙内的空腔进入避难区，提高避难层的防火安全性;

b.第九条在建筑外墙上、下层开口之间应设置高度不小于1.5m的不燃性实体墙，且在楼板上的高度不应小于0.6m;当采用防火挑檐替代时，防火挑檐的出挑宽度不应小于1.0m、长度不应小于开口的宽度两侧各延长0.5m。

2.6.2设计存在的问题

a.第八.3条的条文解释为，在避难区对应位置的外墙处，设置了玻璃百叶或铝合金百页，虽不是玻璃幕墙，但其性质和玻璃幕墙相近，不利于救援;

b.楼板上的实体墙高度不满足0.6m的要求。

2.6.3解决方案

a.以上第八.3条的条文解释，对避难区域展开救援，方便特殊情况下，救援人员直接进入避难层开辟阵地。建筑师应领会并掌握该条文的要求进行建筑设计，幕墙设计师在建筑设计的基础上再进行深化设计。怎样做到符合该条文要求而要达到建筑美观，则需要建筑师和幕墙设计师的智慧;

b.楼板上的实体墙高度应满足0.6m的要求。在楼板上设置0.6m实体墙确有困难时，应与当地消防部门充分沟通并充分论证后，且经过相关的耐火试验后，方可采用防火玻璃墙等设置來代替0.6m实体墙。

2.7建筑幕墙的消防排烟问题

2.7.1规范条文

a在需要考虑自然排烟的房间，自然排烟窗的高度，应符合窗的高度《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017的4.3.3条（抄摘），自然排烟窗（口）应设置在排烟区域的顶部或外墙，并应符合下列要求：

a.当设置在外墙上时，自然排烟窗（口）应在储烟窗以内，但走道、室内空间净高不大于3m的区域的自然排烟窗（口）可设置在室内净高的1/2以上;

b.自然排烟窗（口）的开启形式，应有利于火灾烟气的排出;

c.当房间面积不大于200m2时，自然排烟窗（口）的开启方向可不限;

d.《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017的4.3.5条，规定了悬窗、推拉窗、平开窗、外平推窗、百叶窗等自然排烟窗的开启有效面积。规范有规定悬窗的有效开启面积，当开启角度大于70度时，其有效面积按照窗的面积计算;当开启角度小于70度时，其有效面积按照窗最大开启时的水平投影面积计算。

2.7.2设计存在的问题

a.是否可以利用幕墙的开启扇作为自然排烟窗？

b.上悬窗是否可以作为自然排烟窗？其有效面积如何计算？

2.7.3解决方案

a.在必须考虑自然排烟的房间，可利用幕墙的开启扇作为自然排烟窗，但幕墙开启扇位置、开启方式及有效面积，应符合规范的要求;

b.规范有规定悬窗可以作为自然排烟窗，按照理解，悬窗包括上悬外开窗、下悬外开窗、中悬外开窗，还有内开悬窗。内开悬窗不利于火灾烟气的排出，不宜作为自然排烟窗。上悬外开窗，是否可作为自然排烟窗？按照规范要求，当上悬外开窗开启角度大于70度，其自然排烟窗的面积按照窗的面积计算;当上悬外开窗的较小时，如小于45度，因其开启方式不利于火灾烟气的排出，如采用开启角度较小的上悬外开窗作为自然排烟窗，应与当地消防部分充分沟通后，确认可以使用并确认自然排烟窗的有效面积计算方式后，再进行设计及施工。房间面积不大于200m2时，自然排烟窗（口）的开启方向可不限，但仍建议慎用开启角度较小的上悬外开窗作为自然排烟窗。

2.8幕墙防火封堵等存在的疑问及个人观点

建筑幕墙的防火封堵，在实际设计中，仍有一些不太明确的地方，现列举如下，并提出个人观点：

2.8.1玻璃幕墙与楼梯间位置的缝隙是否应做防火防烟封堵？

楼梯间位置，上下属于连通的空间，按理，玻璃幕墙与楼梯间位置的缝隙处做防火防烟封堵，没有什么实际作用，但《建筑防火封堵应用技术规程》CECS：2003的4.1.1强制性条文：建筑物内的建筑缝隙必须采用防火封堵材料封堵。个人认为，玻璃幕墙与楼梯间位置的缝隙处，应做防火防烟封堵。

2.8.2单元式或框支式玻璃幕墙两立柱间的封闭空间是否应做层间防火封堵？

在单元式或框支式玻璃幕墙，通常的层间防火封堵，一般只做到铝合金横梁后侧，而双立柱形成的封闭空间内，并没有做层间的防火封堵。双立柱节点如下图：

以上节点图中，双立柱的间距为300mm，双立柱的室内侧采用室内装修用的石膏板封堵，在双立柱的靠近前侧采用3mm单层铝板加50mm厚A级保温棉。

对框支式玻璃幕墙而言，室内封修用的石膏板并不具备防火功能，3mm单层铝板也不具备防火功能，单层铝板+50mm厚A级保温棉的做法，对高层建筑而言，也难以满足1.00h的耐火完整性要地求。个人认为，在双柱的空腔内以及外装饰条腔体内，应设置层间防火封堵，以避免产生烟囱效应，避免火灾向上蔓延。

对单元式玻璃幕墙而言，其构造与框支式相近，但单元式玻璃幕墙，一般地，铝合金横梁与立柱的截面进出位尺寸与立柱一样，上下单元板块隔开，对防火稍为好些，但个人认为，单元式玻璃幕墙也应在双柱的空腔内，设置层间防火封堵，以避免火情通过双立柱空腔，进入上一层的空间。

2.8.3带有内墙的石材幕墙及铝板幕墙，是否需要做层间防火封堵？

石材幕墙及铝板幕墙上窗户的位置有不同的情况：（1）窗户位于内墙墙体范围内，实体墙的高度满足规范要求，且窗户周边已做好防火封堵;（2）窗户位于内墙与外幕墙之间，实体墙的高度满足规范要求，窗户周边已做好可靠的防火封堵。个人认为，如果幕墙材料为不燃性材料，则此石材及铝板幕墙是否做防火封堵，对建筑的防火并没有多大影响。按照《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001的4.4.1条，写了防火的要求，但没有详细的指导，个人认为，宜每两层设置防火防烟封堵。

2.8.4玻璃板块是否可以跨过两个防火分区？

《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003的4.4.12条，同一幕墙玻璃单元，不宜跨越建筑物的两个防火分区。这里的两个防火分区，包括上下防火分区和水平面的防火分区，规范虽然使用了“不宜”，但消防設计及验收，都是执行从严原则，一般地，同一幕墙玻璃单元，不应跨越建筑物的两个防火分区。

2.8.5公寓、宿舍的阳台门非打开状态的玻璃宽度小于1.0m，是否可以作为消防救援窗口？

公寓、宿舍的消防防火属性，属于公共建筑，须按规范设置消防救援窗口。阳台已为救援人员提供了登录且暂时停留的必要条件，在阳台门关闭状态，玻璃净宽为0.8m-1.0m（参照粤公通[2014]13号文）时，采用非夹胶玻璃的公寓、宿舍的阳台门，救援人员可以破碎玻璃，进入室内进行救援等相关工作。即玻璃净宽为0.8m-1.0m的非夹胶玻璃的公寓、宿舍的阳台门，个人认为，可作为消防救援窗口。

3.小结

建筑消防防火安全，是建筑设计的重中之重，一旦火灾，危害巨大，后果非常严重。建筑幕墙的防火设计，其设计的依据是《建筑设计防火规范》等相关的标准、规范，要按行的规范及标准很多，要考虑的因素很多，且建筑幕墙形式较多，难以千篇一律。现标准、规范等对建筑幕墙的防火条文，难以作出全面且详细的规定、要求，建筑消防验收是非常严格的，建筑幕墙的防火设计，一定要执行从严原则。因水平所限，本文难免有不妥之处，恳请指正。

参考文献

[1]《建筑设计防火规范》50016-2014（2018年版）

[2]《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017

[3]《建筑防火封堵应用技术规程》CECS：2003

[4]《建筑钢结构防火技术规范》GB51249-2017

[5]《钢结构防火涂料》GB14907-2002

[6]《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003

[7]《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ133-2001

[8]公安部的公消[2018]57号文等。

【中图分类号】TU228

【文献标识码】B

【文章编号】1671-3362（2019）07-0057-05

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