浅谈建筑幕墙的 火灾特点及防范对策

    2009年2月9日是中国传统节日元宵节,北京市民正在欢度元宵节。然而, 21时27分一场火灾震惊了欢度元宵的全国人民:央视新台址刚建成的30层北配楼突发大火,火灾损失达7亿元。随着建材工业的发展,建筑幕墙作为一种新型的建筑外墙围护结构,以其良好的装饰性能,在城市建设中被广泛采用。由于建筑幕墙的耐火性能及施工方法与其他建筑材料有所不同,建筑物发生火灾后,采用建筑幕墙做外墙围护结构的建筑物其火灾特点也不同,有必要采取一些特殊的耐火措施,以减少火灾造成的人员伤亡和经济损失,现就此谈一点见解,供商讨。

    幕墙指对地面倾角在75°~115°范围内的墙体。竖直的为一般幕墙,其它为斜幕墙(内倾为75°~90°,外倾为90°~115°)。建筑幕墙的种类较多,按其骨架形式可分为四种:幕墙专用型材骨架建筑幕墙、金属型材骨架建筑幕墙、隐形框架建筑幕墙和无金属骨架建筑幕墙。建筑幕墙所用建筑一般采用中空建筑,高性能中空建筑、彩釉钢化建筑和镀膜建筑。其施工方法一般是将骨架固定在建筑物的柜架或外墙上,然后再用粘合剂将建筑与骨架粘体牢固。建筑幕墙是不燃烧体,但是其耐火极限相对较低,但因其特殊的耐火性能和施工方法,火灾发生后有以下特点:

    1. 1　火势易于蔓延。由于建筑幕与建筑物墙体之间有10cm左右的间隙,这一间隙的存在提供了火势蔓延和途径,并且在一定时间内,因建筑幕墙的阻挡作用,使热的传播方向发生改变,极易使相邻的楼层和房间着火。

    1. 2　扑救难度大。建筑物发生火灾以后,因建筑幕墙的整体密封性能好,从建筑物外面无法准确判断起火部位和火势大小,影响灭火战斗展开时间。在建筑幕墙破碎之前,无法使用登高消防车辆从室外直接灭火,消防队员也可以借助挂钩梯等辅助登高器材,沿建筑物外墙攀登到达火场,实施灭火和救人,增加了火灾扑救难度。2009年11月30日凌晨3时许,位于哈尔滨市南岗区东大直街的大世界商城突然发生火灾,商场的一些装修给灭火扑救带来了一定难度。该商城外墙体采用玻璃幕墙装修,没留有换气窗,导致火灾发生后商城内排烟困难。因玻璃幕墙的整体密封性能好,消防人员从建筑物外面无法准确判断起火部位和火势大小,也无法从外部进行扑救,消防队员只得佩戴空气呼吸器进入楼内进行扑救。而一个呼吸器只能维持半个小时左右,因此消防部门调用了大量的呼吸器,这为灭火救援增加了一定的难度,影响灭火效率。

    1. 3　高空坠落物易于造成人员伤亡。火灾情况下一是由于高温作用,建筑内部变形不均匀导致建筑破碎;二是骨架与建筑的热膨胀系数不一致,因机械原因造成建筑破碎;三是目前使用的粘结剂均为有机合成材料,热塑性较好,遇有高温作用,其粘结强度下降,导致建筑脱落。建筑物使用建筑幕装饰的墙面往往是靠主要道路的一面,也是消防队员停放车辆,进行灭火作业的一面,高空坠落的建筑极易造成人员伤亡。

    1. 4　对于无窗槛墙的建筑幕墙,其垂直方向的防火分区难以形成。由于建筑幕墙具有良好的围护作用,有些建筑为节约资金、减轻结构自重,往往把窗槛墙去消。火灾发生后,由于建筑幕墙的存在,上下层之间又没有窗槛相隔,火势非常容易向上层蔓延,以至于主要靠楼板来形成的垂直方向防火分区被破坏,造成大的损失。

    针对建筑幕墙的火灾特点,建筑幕墙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,建筑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,应可以采取以下的防火措施,以减少建筑物发生火灾后造成的危害。

    2. 1　填实建筑幕与墙体之间的缝隙。

    对于一般民用建筑建筑幕墙的防火设计要求,应按《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)的有关规定,使用不燃烧材料或难燃烧材料填实建筑幕墙与墙体之间的缝隙。对于高层建筑,要求基本相同,需强调指出的是对于建筑幕墙建筑,不论是否有窗间墙和窗槛墙,建筑幕与每层楼板交界处的水平缝隙、隔墙处及窗洞口的垂直缝隙应用不燃烧材料严密填实,不得使用难燃材料,达到防止火焰和高温烟气在建筑内部扩散的目的。

    2. 2　采取措施,确保防火分区的形成。

    对于无窗内和窗槛墙的建筑幕墙可根据实际情况选用下列方案,予以处理。

    2. 2. 1　按照《建筑设计防火规范》规定在每层楼板外沿设置耐火极限不低于1. 00h,高度不低于0. 8m的不燃烧体实体裙墙,加上楼板及圈梁的高度0. 4m，这种处理方法应优先采用。

    2. 2. 2　若0. 8m的实体裙墙因建筑美学效果需要确实无法采用,可以按下图所示,设置耐火极限大于1. 0h的实体裙墙。

    2. 2. 3　若上述两种方案均无法采用可以考虑在每层楼板下沿,安装水幕系统。其作用有两个,一是可以提高建筑幕墙的耐火极限,防止高温对建筑幕墙的建筑;二是防止火势蔓延。

    2. 3　幕墙防火节点的检查检验,应符合下列规定:

    2. 3. 1　防火节点构造必须符合设计要求。

    2. 3. 2　防火材料的品种、耐火等级应符合设计和标准的规定

    2. 3. 3　防火材料应安装牢固,无遗漏,并应严密无缝隙,防火棉的铺设应饱满均匀,厚度符合设计要求,不得出现有漏放防火棉的部位。防火材料不得与幕墙玻璃直接接触,防火材料朝玻璃面处宜采用装饰材料覆盖。这是是由于防火棉吸热后,传递热量性能低,使之接触的部位温度升高,而玻璃当局部温差超过其抗温差应力强度时,就会碎裂,所以防火棉不得与玻璃直接接触。

    2. 3. 4　镀锌钢衬板不得与铝合金型材直接接触,衬板就位后,应进行密封处理。

    2. 3. 5　防火层与幕墙和主体结构间的缝隙必须用防火密封胶严密封闭。

    2. 3. 6　检验幕墙防火节点,应在幕墙与楼板、墙、柱、楼梯间隔断处,采用观察、触摸的方法进行检查,搁置防火材料的镀锌钢板厚度不宜小于1. 2mm。

    2. 4　当室外楼梯作为辅助防烟楼使用时,为确保人员的安全疏散,防止形成“烟囱效应”,加速火势蔓延,原则上不允许用建筑幕墙围护,否则应当按照有关规范的规定满足对楼梯间的防火设计要求。

    2. 5　关于结构胶使用年限等问题

    墙结构的设计使用年限,一般为不少于25年。玻璃、铝型材和钢材等是可以达到25年的使用年限的。所以结构胶必须保证要有25年使用寿命,且应有耐火性能。

    建筑幕墙作为一种新型的外墙围护结构,其消防安全措施还需要我们在工作中不断地总结、完善,使之既保证安全又便于采用。