建筑幕墙防火封堵构造设计与研究

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1、圃州杜继予江辉李永福陈心深圳市新山幕墙技术咨询有限公司摘要：本文对建筑幕墙防火封堵构造的现状及发展作了相关的介绍和探讨，并针对近年来在我国多次发生重大火灾的幕墙式建筑的燃烧特点，及应对此类幕墙防火封堵构造所进行的试验、设计和研究，提出了相应的见解和注意事项。关键词：建筑幕墙；幕墙式建筑；外墙外保温；防火封堵1前言近年来，随着建筑外墙外保温系统的广泛采用及超高层建筑的日益增多。我国建筑防火安全问题面临着日益严峻的局面。采用外墙外保温系统．且其外层覆盖有建筑幕墙的建筑，在公通字[2009149号文中将其称为幕墙式建筑。当此类建筑失火引致外墙外保温系统燃烧时，将对外

2、层建筑幕墙产生毁灭性的破坏并造成其它的严重事故。如幕墙构件下坠所造成的伤害。同时由于外层建筑幕墙的遮挡。也给消防灭火带来相对的难度。为解决这一难题，除了提高相关建筑材料燃烧性能外，同时也应在建筑防火构造上采取更合理和有效的措施。作为建筑防火构造措施，建筑幕墙层问防火封堵构造就是其中的一个重要的环节。它可有效地阻隔烟气对人体的伤害、降低火情的蔓延程度、延长逃生的时间和提高安全的机率。2幕墙式建筑的燃烧特点及危害2．1幕墙式建筑火灾的燃烧特点图1幕墙燃烧试样样板温度变化曲线从我国近年来建筑外立面所发生的重大火灾分析可知，火灾的起因和蔓延基本上都处于建筑外立面的保温

3、系统，然后再累及相应的建筑幕墙、外窗和室内空间。火灾基本形成了先室外后室内，先竖向后横向，先往上后逆向往下，火源借助外墙外保温系统及其与建筑幕墙间的空腔．逐层向上、向下、左右蔓延和攀爬的立体燃烧过程。形成这种现象的主要原因，是近年来建筑外墙外保温系统中大量采用阻燃烧性能较低的保温材料。而外墙外保温系统与建筑幕墙间的空腔，在无有效防火封堵构造措施的条件下。则成了抽烟助燃的通道和热量的积聚地，加剧了火焰的燃烧和蔓延。图1为采用喷涂聚氨酯(燃烧性能B2级，氧指数26％，喷涂厚度60mm)作为外墙外保温系统、外侧具有铝塑复合板(燃烧性能B1级，氧指数42％～45％)的

4、幕墙的燃烧试验样板，按照英国BS8414一l《建筑外包覆系统防火性能试验方法》进行室内环境试验时，外墙外保温系统与建筑幕墙间空腔的温度变化曲线。从图1中可见，在燃烧时间约为300秒时(5分钟)，在幕墙层问防火封堵构造和铝塑复合板幕墙的阻隔下．通道内的温度基本保持在180℃以内．而此时幕墙外侧的最高温度已达到700qC以上；当燃烧时间约为500秒(9分钟)后，由于铝塑复合板被烧穿，火焰直接作用于通道内，此时通道内温度逐渐升高，但趋势较缓慢，温度保持在300。C以下；当燃烧时间达到约700秒(约12分钟)以后，由于外保温系统的保护层遭到击破，引燃了保温材料，使得通

5、道内温度产生跳跃式的急剧上升，此时温度达到5000C以上：当试验产生轰燃效应时，通道内最高温度已接近10000C。外保温和幕墙系统已基本烧毁。同时，由于热熔性保温材料燃烧时具有下淌的特点．更加重了幕墙式建筑火灾产生向下蔓延的现象。总之，外墙外保温系统所采用的易燃且具有极高热值的保温材料，及其201310301筻燃赠对建筑的包覆程度和热熔性，再加上空腔的作用，以及幕墙外层遮挡等因素。使得火灾发展极其迅猛、燃烧极其猛烈、扑救相当困难，形成了近年来幕墙式建筑火灾所具有的独特特点。2．2火灾的危害及应对措施火灾发生时．它对建筑物和人体产生的危害是众所周知的。从我国近年

6、来连续所发生的火灾来看，如2005年的上海世贸广场和南京青少年活动中心、2006年的乌鲁木齐城市大酒店、2007年的上海环球金融中心大厦、2008年的济南奥体中心、2009年的央视大厦、2010年的上海胶州路高层公寓及2011年的沈阳皇朝万鑫国际大厦等，均造成了重大经济损失和人员伤害，同时带来了极大的社会负面影响。在考虑防止和降低火灾危害时，我们首先要了解火灾危害产生的途径．特别是它对人体产生危害的主要途径。从“美国消防协会NFPA”的火灾统计数据显示，在火灾发生时，因吸人过量烟毒气体导致人体窒息伤亡比例为75％：直接火灾伤亡比例为20％，火灾致使建筑结构破坏

7、而致伤亡比例为5％。根据这一统计结果，我们可以看出，火灾产生的大量烟毒气，是造成火灾时人员伤亡的最直接因素。作为幕墙式建筑，当其发生火灾时，除了火势燃烧迅猛和激烈外，大量浓烟和有毒气的产生，对人体产生直接的危害。针对这一现象，在火灾发生时，为减缓火灾的发展，降低火灾的伤害和损失，除了在保温系统和幕墙中选用耐火性能好的材料外。最有效的被动防火措施就是在建筑物中构建有效的排烟和防火构造等。来达到最大程度的减少人员伤亡．同时有效地起到减缓和阻止火焰蔓延的作用。2．3建筑幕墙防火封堵的作用建筑幕墙防火封堵作为建筑防火构造中的一个重要环节。在以往的幕墙设计中，特别是在玻

8、璃幕墙的层间防火封堵构造设计中已广泛采