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摘要：建筑幕墙美观、节能、易维护的特点，且相对于砖墙自重较轻，符合建设单位的基本需求，尤其是自重较轻，特别适用于超高层建筑。然而，由于幕墙结构相对于砖墙结构耐火等级较低，一旦建筑物突发火灾，易造成灾情蔓延，将给扑救带来难度。本文将对建筑幕墙的防火设计、幕墙材料的防火处理和幕墙施工中防火薄弱点的进行介绍。
关键词：幕墙；防火设计；防火处理；施工
引言
建筑幕墙是中国经济体制改革的产物，虽起步较晚，但经过多年探索实践和不断发展，现已成为全球幕墙生产与使用大国，而且将来幕墙在公共建筑外围护结构中依旧占据主导地位，并且随着城市化的进程加深，高层和超高层建筑将会越来越多。由于建筑幕墙自重较轻的特点，城市超高层建筑普遍采用幕墙作为外围护结构。建筑幕墙不仅能满足建设单位的使用需求，还能兼顾时代的艺术性。但实际使用中会发现，一旦建筑物突发火灾，易造成灾情蔓延，将给扑救带来难度。城市土地资源的局限性造成超高层建筑越来越多，而超高层建筑一旦突发火灾，扑救难度更是难上加难，无疑将产生严重的危害。溯本追源，问题主要体现在建筑幕墙防火设计不足和建筑幕墙结构材料耐火等级较低以及施工三个方面。为了预防建筑发生火灾后因幕墙因素造成的损失，应从建筑幕墙防火设计、材料和施工方面着手控制。
一、建筑幕墙的防火设计
1、防火分区设计
建筑的防火分区是由建筑内的防火墙、楼板及其他防火分隔措施分隔而成。在此区域内发生火灾，能满足该区域防火等级所规定时间内，火灾不向同一建筑的其余部分蔓延。建筑的防火分区应同时考虑水平分布和垂直分布。而建筑幕墙作为建筑的外围护结构，覆盖面积通常跨越很多的建筑防火分区，所以幕墙的防火设计尤为重要，幕墙的防火设计绝不能跨越建筑的两个及以上的防火分区。除此之外，应在每层楼板的外沿设置耐火极限不低于1小时的不燃墙体，若室内设置自动喷淋灭火系统，墙体高度不小于0.8米，否则墙体高度不小于1.2米。此设计主要是防止建筑物下层发生火灾后的卷火向建筑物上部蔓延。为了保证幕墙完成面的统一性，考虑到建筑结构施工的正常误差，建筑结构与幕墙结构留有一定的调整间隙。在完成幕墙结构生根后，此间隙封堵设计与防火存在着很大的关系。设计时需采用与结构相同耐火等级的材料进行封堵，并且要保证封堵的连续性。
2、排烟设计
统计资料表明，火灾中造成人员伤亡的直接原因是来自燃烧过程中产生的烟雾导致人员窒息。烟雾来源于火灾发生时在热解作用下产生的极小的炭黑粒子。而通常可见光波长为0.4~0.7微米，火场中烟雾会严重影响人的视线，将难以辨别火势发展的方向和寻找安全疏散路线。同时，火势燃烧不仅消耗大量的氧气，还可能会产生有毒气体，甚至有些气体对眼睛有强烈的刺激，更加阻碍人员的疏散逃生。由此可见，排烟的重要性！幕墙作为外围护结构，必须满足建筑的排烟要求。最简单的做法是保证足够的开启设计。但建筑幕墙增加开启外窗，不仅增加成本，对水密性、气密性和节能有一定的影响外，同时难以兼顾美观。在幕墙设计时，应考虑到烟雾密度低于空气，排烟外窗应设计在每个楼层顶部或者较高的位置。商场等人流密集的场所，采光顶的开启外窗应设计消防联动，一旦出现火情，能快速开启。同时幕墙的开启外窗设计应结合建筑的机械排烟，尤其是地下建筑，例如地下商场，当发生火灾时，能将烟雾及时、快速的排出室外，减小火灾中烟雾带来的人员伤亡。
3、防侧击雷设计
随着“十三五”规划执行过半“十四五”也将迈入启动阶段，城市化建设的飞速发展，城市可利用土地资源进一步减少，同时生产力的发展和技术的日新月异能让我们向天空寻求更大空间，因此高层甚至超高层建筑不断地增多。建筑过高，往往就忽略侧击雷的影响，尤其是幕墙的防雷。当幕墙的受到雷击，瞬间的高压会击穿幕墙金属构件的保护层，将会在构件表面留下一个小黑点，而就是这一瞬间的雷击，就存在着极大火灾隐患。于是，幕墙在设计过程中，除了顶部防雷，还应考虑侧击雷。在幕墙金属构件上应设计布置铜导线，接合部位确保采取相应的措施，确保连接有效，同时铜导线规格和铜导线的布置间距应符合相关规范，并连接建筑主体结构的均压环，确保防雷措施的整体性和有效性。
二、幕墙材料的防火处理
由于钢材本身良好的机械性能以及便于加工和采购，幕墙中受力构件普遍选用钢材。钢材本身为不燃材料，但是钢材自身的耐火等级往往无法达到规定的要求。火场通常温度在800~1000度，钢材在受热后性能会大幅降低，火灾发生后非常容易引起整体钢结构的垮塌。例如美国“911”事件中，世贸大厦因飞机燃油引发的大火导致钢结构性能被破坏从而倒塌。因此，幕墙使用的钢材必须进行防火处理，保证达到足够耐火等级。钢材的防火原理分为阻断热能和转移热能。
（一）阻断热能
发生火灾后，热量主要通过传导的方式传递。只要阻断热量传递，即可提升钢材的耐火等级。钢材防火的通常做法是在钢材表面涂膜防火涂料或者采用隔热材料对钢材进行保护。
防火涂料的原理是首先是阻断了火焰对钢材的直接加热，其次发生火灾后防火涂料本身能吸收热量，并在钢材表面形成鼓包，阻隔了热量向钢材传递。防火涂料按其胶粘剂的不同分为有机和无机防火涂料；按涂层厚度分为薄涂型和厚涂型。其中薄涂型具有一定的装饰效果。无论采用何种防火涂料，喷涂的厚度必须达到设计标准。
在条件允许的情况下，采用防火材料对钢材进行保护，例如防火钢板、砂浆或矿物纤维等等。但需要注意的是防火材料本身应为独立支撑结构，且防火材料须要相关消防认证。
（二）转移热能
转移热量的原理是在钢结构（空心）中，采用冷却液的循环方式，在火灾发生后钢结构受热时带走热量，避免钢结构性能被高温破坏。最经济的是冷却液是水，因为水的比热容大和气化热高。从理论上分析，这是钢结构保护最有效的方法。但大面积布置在钢结构中难以实现，可以选择消防重点部位进行防护。
每个工程可根据需求采用不同类型的产品，但须满足防火等级要求。建议在可视部位采用防火涂料，保证美观；而隐蔽部位既可采用防火涂膜，也可采用隔热材料进行保护。
三、幕墙施工中防火薄弱点
建筑幕墙设计成果需要靠施工来实现，因此施工质量最终决定了建筑幕墙的品质。建筑幕墙防火质量更是幕墙是施工质量中的重点。幕墙施工中需注意以下防火薄弱点：
1、施工单位
建筑幕墙作为建筑工程的一个分项工程，业主或者总包在选择分包时，需对幕墙施工单位的资质进行查核。建议选择资质优且拥有丰富施工经验的施工单位，必要时可进行实地考察。
2、建筑幕墙施工方案
建筑幕墙施工前，必须提交施工方案进行审核，审核合格后方可进行施工。施工单位编制的施工方案须符合相关规范，同时必须考虑现场实际情况，例如场地、天气等因素。
3、施工质量检查
幕墙必须严格按照设计资料和施工方案进行施工，不得擅自修改。对于施工质量的检查，首先要从源头把关，建筑幕墙相关材料必须有合格证明；其次，为了保证整体施工质量，应每天对施工成果进行检查。防火检查的的侧重点在隐蔽性的部位，需要保证防火的连续性和完整性。例如防火接缝位置、纵向防火棉的最小厚度和防火间距等是否满足规范要求。
4、施工质量验收
幕墙工程验收，现场通常采用观察表面和触摸的方式进行。但是涉及到防火防烟的验收时，现场准备必要的安全防范措施后，在防火节点处，采用火苗进行检测。主要检测其防火隔热性和防烟功能，检测结果应保证在规定时间内另一个防火分区不窜热气和烟气。
结束语
建筑幕墙不仅能满足建设单位的使用需求，同时兼顾了建筑艺术的美。但是幕墙自身的防火局限性的客观存在不容忽视。为了提高幕墙的防火性能，幕墙从设计到选材最后到施工，每一个环节都不容忽视。从设计选材到施工，只有严格的依照规范，才能减少火灾带来的损失。
参考文献：
[1]韩骥.浅析外墙外保温材料的防火性能[J].消防界，2016（7）：63-63.
[2]方强.钢结构防火设计和保护[J].钢结构，2002，17（4）.