建筑幕墻的防火防雷設(shè)計(jì)與施工

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摘　要：通過(guò)對(duì)建筑幕墻火災(zāi)危害的剖析，闡明了積極防范幕墻建筑物火災(zāi)危險(xiǎn)的重要性。結(jié)合一些相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)范及經(jīng)驗(yàn)，從職責(zé)和專業(yè)角度提出建筑幕墻防火防雷在設(shè)計(jì)和施工方面的技術(shù)處理要點(diǎn)。 
    關(guān)鍵詞： 建筑幕墻；防火；防雷；安全；質(zhì)量責(zé)任 

    建筑幕墻是由金屬構(gòu)架與板材組成，不承擔(dān)主體結(jié)構(gòu)荷載與作用的建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)。建筑幕墻除了有技術(shù)發(fā)展較成熟的玻璃幕墻、金屬幕墻和石材幕墻外，還有現(xiàn)在發(fā)展得較快的多用于大空間的點(diǎn)駁式幕墻和新型的氣循幕墻、智能幕墻與光電幕墻。建筑幕墻是現(xiàn)代建筑派的主要表現(xiàn)特征，在新世紀(jì)的現(xiàn)代化城市建筑中具有不可替代的藝術(shù)地位。 
    建筑幕墻一般應(yīng)用在人群密集的、大型的公共建筑，重要的高層、超高層建筑物的外墻上。幕墻建筑的火災(zāi)危險(xiǎn)性大，因?yàn)椴Ａ?、石材是脆性材料，其抗火性差，溫度達(dá)到250度時(shí)玻璃即會(huì)炸裂。一般幕墻的玻璃、石材、復(fù)合鋁板均不耐火，當(dāng)受熱或遇火燒時(shí)易變形、破碎毀壞而造成幕墻大面積掉落，火焰就從幕墻破碎洞口的外側(cè)卷進(jìn)上層室內(nèi)。另外，垂直幕墻與建筑物各樓層樓板、房間間墻的縫隙未經(jīng)處理或處理不恰當(dāng)，且消防系統(tǒng)不完善情況下，濃煙也可通過(guò)縫隙向上層擴(kuò)散彌漫，造成人員窒息，而火苗則通過(guò)縫隙往上層竄。這些縫隙和幕墻破裂的洞口就成了引火通道，串煙串火，釀成更大的火災(zāi)。國(guó)內(nèi)外都有這樣不少慘痛的例子。此外，室內(nèi)的大火可將石材幕墻掛石板的不銹鋼板和鋼材軟化而失去強(qiáng)度致使石板剝離從天而降，威脅行人安全?？梢?jiàn)，幕墻的防火不當(dāng)不但嚴(yán)重影響建筑物的使用安全性，還嚴(yán)重危害人民生命財(cái)產(chǎn)安全和其他公眾利益，所以幕墻的防火是一項(xiàng)非常重要的工作，建設(shè)主體各方都不可掉以輕心。 
    《建設(shè)工程質(zhì)量管理條例》明確了建設(shè)主體各方的質(zhì)量責(zé)任和義務(wù)，尤其明確了設(shè)計(jì)單位必須按照工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對(duì)其設(shè)計(jì)質(zhì)量負(fù)責(zé);施工單位對(duì)建設(shè)工程的施工質(zhì)量負(fù)責(zé)。也就是說(shuō)，設(shè)計(jì)單位，施工單位，對(duì)質(zhì)量行為負(fù)終身責(zé)任。筆者以過(guò)去設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)及現(xiàn)在監(jiān)督的個(gè)案例子，結(jié)合《工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條文》和一些相關(guān)規(guī)范著重在設(shè)計(jì)、施工方面對(duì)建筑幕培防火、防雷措施提出一些技術(shù)處理要點(diǎn)。 
    一、幕墻的防火設(shè)計(jì) 
    幕墻的防火，設(shè)計(jì)要先行，設(shè)計(jì)是前提是基礎(chǔ)。所以防火設(shè)計(jì)應(yīng)做到： 
    （1）明確設(shè)計(jì)責(zé)任。建筑設(shè)計(jì)單位主要應(yīng)考慮幕墻工程的防火、防雷、光環(huán)境污染和連接預(yù)埋件的結(jié)構(gòu)安全等因素，并對(duì)建筑幕墻工程提出具體設(shè)計(jì)要求并負(fù)相應(yīng)的設(shè)計(jì)責(zé)任。幕墻設(shè)計(jì)單位應(yīng)具備相應(yīng)的專業(yè)設(shè)計(jì)資質(zhì)，嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)范和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及制度對(duì)幕墻防火方面的選材、節(jié)點(diǎn)、細(xì)部構(gòu)造進(jìn)行設(shè)計(jì)。 
    （2）建筑幕墻的設(shè)置、層數(shù)、長(zhǎng)度、面積和防火分區(qū)、防火間距及建筑幕墻的防火節(jié)點(diǎn)的耐火極限要求等應(yīng)符合《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》。 
    （3）建筑幕墻作為外圍護(hù)構(gòu)件要求密封性好，尤其是玻璃幕墻其開(kāi)啟部分面積要求不宜大于幕培墻面面積的15%:且開(kāi)啟部分宜采用上懸結(jié)構(gòu)，開(kāi)啟角度不宜大于45度。所以，以建筑幕墻為外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的建筑物基本上是屬于封閉性建筑物，防火設(shè)計(jì)應(yīng)遵循預(yù)防為主、防消結(jié)合的工作方針，采取可靠的防火措施立足自防自救，幕墻防火措施要與建筑主體的消防系統(tǒng)結(jié)合考慮。 
    （4）設(shè)計(jì)幕墻分格時(shí)要力求桿件與柱、梁、墻、樓板位置一致，避免交叉。一般地，幕墻立挺與柱要重合，幕墻橫梁與建筑物樓板或主框梁、防火墻裙要吻合，避免一玻璃跨越兩個(gè)防火分區(qū)，這樣幕墻的主桿件才可以與建筑物主體可靠連接，防火區(qū)才得以封閉。 
    （5）個(gè)別情況下，幕墻橫梁與樓面標(biāo)高不一致時(shí)，應(yīng)在樓面外沿設(shè)置水平放置的鋁型材填充，鋁型材用透明結(jié)構(gòu)膠與玻璃粘結(jié)。 
    （6）窗間墻、窗檻墻的填充材料應(yīng)采用不燃燒材料。當(dāng)其外墻面采用耐火極限不低于lh的不燃燒體時(shí)，其墻內(nèi)填充材料可采用難燃燒材料。 
    （7）無(wú)窗間墻和窗檻墻的玻璃幕墻，應(yīng)在每層樓板外沿設(shè)置耐火極限不低于lh,高度不低于0.8m的不燃燒實(shí)體裙樓；或在幕墻內(nèi)側(cè)每層設(shè)間距<=2m的自動(dòng)噴水噴頭?！　?nbsp;
    （8）玻璃幕墻與每層樓板、隔培處的縫隙，應(yīng)采用不燃燒材料嚴(yán)密填實(shí)，樓板和隔墻處形成水平或垂直防火帶。 
    （9）防火層的厚度和寬度應(yīng)根據(jù)防火材料的耐火極限來(lái)決定。防火層應(yīng)采用隔離措施。防火層的板應(yīng)采用經(jīng)防腐處理且厚度不小于1.5mm的耐熱鋼板，不得采用鋁板。防火層的密封材料應(yīng)采用防火密封膠，防火密封膠應(yīng)有法定檢機(jī)構(gòu)的防火檢驗(yàn)報(bào)告。 
    （10）幕墻使用的防火、保溫材料應(yīng)采用不燃燒性或難燃性材料，其品種、材質(zhì)、耐火等級(jí)、鋪設(shè)厚度、燃燒性能必須達(dá)到規(guī)范要求，其表面應(yīng)有防潮措施。 
    （11）裝修材料的使用嚴(yán)格按《建筑內(nèi)部裝修設(shè)計(jì)防火規(guī)范》要求采用燃燒性能等級(jí)為A或B1級(jí)的材料，當(dāng)材料的防火等級(jí)不明確時(shí)，應(yīng)取樣進(jìn)行檢測(cè)。 
    （12）目前，幕墻工程多由施工企業(yè)自行設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)文件圖紙必須由原設(shè)計(jì)單位審核，審核單位不能僅從總體方案、立面效果、平立面分格方面粗審，要真正起到技術(shù)審核把關(guān)的作用。 
    （13）原設(shè)計(jì)單位在設(shè)計(jì)建筑主體消防系統(tǒng)時(shí)，要同時(shí)結(jié)合考慮幕墻的防火措施，避免出現(xiàn)消防盲區(qū)而留下火災(zāi)隱患。幕墻四周天花處，可設(shè)煙感探測(cè)器及消防噴淋加以保護(hù)，當(dāng)火苗初起，煙感探測(cè)器馬上報(bào)警，噴水設(shè)備啟動(dòng)，將火災(zāi)消滅在萌芽狀態(tài)中。 
    二、幕墻防火施工 
    幕墻防火的施工是幕墻防火有效的關(guān)鍵和保證。 
    （1）承包幕墻施工的單位必須具備相應(yīng)的資質(zhì)。建筑幕墻工程施工企業(yè)應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求提出有關(guān)施工安裝的技術(shù)要求并對(duì)幕墻材料、幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和加工制作部件等的工程質(zhì)量負(fù)責(zé)。 
    （2）建筑幕墻工程施工企業(yè)必須嚴(yán)格按照經(jīng)有資質(zhì)的審核單位審定的設(shè)計(jì)文件和施工圖進(jìn)行施工，不得擅自修改。 
    （3）防火材料的安裝應(yīng)有固定措施，確保安裝牢固，做到不松懈不遺漏，拼縫不留縫隙。防火棉厚度不能少于60mm，鋪設(shè)要飽滿均勻無(wú)遺漏，且不能與玻璃有直接接觸。 
    （4）防火材料不得與幕墻玻璃直接接觸，防火材料朝玻璃面處宜用裝修材料覆蓋。 
    （5）擱置玻璃幕墻防火棉的金屬板應(yīng)為厚度不小于1.2mm的鍍鋅鋼板，而金屬和石材幕墻的防火層必須采用經(jīng)防腐處理且厚度不小于1.5mm的耐熱鋼板，兩者均不得采用鋁板。 
    （6）鍍鋅鋼襯板不得與鋁合金型材直接接觸，襯板就位后應(yīng)進(jìn)行密封處理。 
    （7）幕墻四周與主體結(jié)構(gòu)之間的縫隙應(yīng)采用防火保溫材料填塞，不得采用水泥砂漿等干硬性材料填塞，內(nèi)外表面應(yīng)采用密封膠連續(xù)封閉，接縫要嚴(yán)密，做到不滲漏不漏氣。 
    （8）雙面膠帶、泡沫棒硅酮密封膠的填充棒)、復(fù)合鋁板等易燃、可燃材料，在實(shí)際的工程應(yīng)用中，大量使用時(shí)要有相當(dāng)?shù)姆阑鸫胧褂娩X板時(shí)，盡量使用單層鋁板。 
    （9）在施工過(guò)程中，幕墻防火構(gòu)造、防火節(jié)點(diǎn)應(yīng)作隱蔽驗(yàn)收。防火材料應(yīng)有產(chǎn)品合格證或材料耐火檢驗(yàn)報(bào)告。 
    （10）施工完畢，必須檢查所有的防火節(jié)點(diǎn)、防火隔斷是否都密封嚴(yán)密，各層間防火隔斷是否都按要求用防潮材料將礦棉等不燃燒材料包裹進(jìn)行填塞，其防火隔斷能否滿足防火規(guī)范要求。其檢驗(yàn)手段一般采用觀察和觸摸方法，必要時(shí)可在防火節(jié)點(diǎn)處用火苗試試是否漏氣、串煙，是否真正達(dá)到既防火又防煙的作用。 
    三、幕墻的防雷 
    建筑幕墻的金屬骨架是良導(dǎo)體，幕墻的防雷措施不當(dāng)，可能會(huì)遭到雷電的側(cè)擊破壞，嚴(yán)重的可能招至火災(zāi)，所以幕墻的防雷必須嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工。 
    （1）墻的防重設(shè)士人應(yīng)迷細(xì)3解建坦主生的防重裝置和幕墻、門窗洞口的防雷裝置引出線，要充分利用幕墻、門窗型材的金屬導(dǎo)電特性，確定一個(gè)合理、安全、經(jīng)濟(jì)的防雷設(shè)計(jì)方案。 
    （2）幕墻應(yīng)形成自身的防雷網(wǎng)，并與主體結(jié)構(gòu)的防雷體系有可靠的連接。幕墻自身的防雷網(wǎng)不宜大于100平方米。 
    （3）建筑物每隔三層要裝設(shè)均壓環(huán)，環(huán)間垂直距離不應(yīng)大于12m，均壓環(huán)內(nèi)的縱向鋼筋必須采用焊接連接并與接地裝置連通。所有引下線、建筑物的金屬結(jié)構(gòu)和金屬設(shè)備均應(yīng)連到環(huán)上。 
    （4）根據(jù)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》，幕場(chǎng)防側(cè)擊措施如下:一類防雷建筑物從30m起每隔不少于6m沿建筑物四周設(shè)水平避雷帶并與引下線相連30m以上幕墻的金屬物與防雷裝置連接。應(yīng)將二類防雷建筑物45m以上，三類防雷建筑物60m以上幕墻的金屬物與防雷裝置連接。 
    （5）對(duì)設(shè)有許多較重要的敏感電子系統(tǒng)，如通信設(shè)備、電子計(jì)算機(jī)、電子控制系統(tǒng)等現(xiàn)代化設(shè)備的建筑物，為了增加屏蔽作用，可將防側(cè)擊雷和等電位措施從地面首層做起，即將首層以上的外墻上的建筑幕墻、鋁和金門窗、金屬欄桿等較大金屬物與防雷裝置連接。 
    （6）幕墻防側(cè)雷做法:幕墻位于均壓環(huán)處的預(yù)埋件的錨筋必須與均壓環(huán)處的梁的縱向鋼筋連通，固定在設(shè)均壓環(huán)樓層上的立柱必須與均壓環(huán)連通，位于均壓環(huán)處與梁縱筋連通的立柱上的橫梁必須與立柱連通。 
    （7）幕墻立面上，水平方向每8m以內(nèi)位于未設(shè)均壓環(huán)樓層的立柱，必須與固定在設(shè)均壓環(huán)樓層的立柱連通。 
    （8）幕墻頂?shù)姆览卓捎帽芾讕Щ虮芾揍槪山ㄖ锓览紫到y(tǒng)統(tǒng)一考慮。建筑幕墻位于女兒墻外側(cè)時(shí)可沿屋頂周邊設(shè)避雷帶，其安裝位置略為突出女兒墻頂部外圍；也可用屋頂其他明設(shè)金屬物作為接閃器；也有直接利用建筑幕墻與女兒墻之間的封頂金屬板作接閃器，這時(shí)要求金屬板厚度大于0.5mm,板與板之間的搭接長(zhǎng)度大于100mm,金屬板無(wú)絕緣覆蓋層，金屬板與女兒墻內(nèi)的鋼筋連接成電器通路。在女兒墻部位幕墻構(gòu)架與避雷帶裝置的連接節(jié)點(diǎn)應(yīng)明露。 
    （9）幕墻避雷導(dǎo)線與鋁合金材料連接時(shí)應(yīng)滿足等電位要求。當(dāng)用銅質(zhì)材料與鋁合金材料連接時(shí)，銅質(zhì)材料外表面應(yīng)經(jīng)熱鍍鋅處理。導(dǎo)線連接接觸面應(yīng)緊密可靠不松動(dòng)。 
    （10）金屬和石材幕墻的還規(guī)定導(dǎo)線應(yīng)在材料表面的保護(hù)膜除掉部位進(jìn)行連接。 
    （11）鋁板幕墻在選材上注意宜選用單層鋁板而不要選用鋁塑復(fù)合板，因?yàn)閺?fù)合板中間夾有的聚己烯塑料是不能導(dǎo)電而致使復(fù)合板幕墻無(wú)法接地，無(wú)法預(yù)防雷電對(duì)建筑物幕墻的危害，且用該料做成的幕墻不耐用。單層鋁板不僅幾十年不變形、壽命長(zhǎng)，更重要的是其導(dǎo)電性能好，易和幕墻一起接地預(yù)防雷擊。 
    （12）幕墻防雷處的接地電阻應(yīng)小于10歐。 
    四、結(jié)束語(yǔ) 
    隨著《建設(shè)工程質(zhì)量管理條例》和《建設(shè)工程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條文》的頒布實(shí)施，我國(guó)的建設(shè)活動(dòng)走向了規(guī)范化和法規(guī)化道路，邁進(jìn)了法制化管理軌道，不僅明確了建設(shè)主體各方的質(zhì)量責(zé)任、義務(wù)及刑法法律責(zé)任，而且還確立了凡涉及人民生命財(cái)產(chǎn)、人身健康、環(huán)境質(zhì)量和其他公眾利益的為必須嚴(yán)格執(zhí)行的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)條文，為參與建設(shè)活動(dòng)各方執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范質(zhì)量行為保證工程質(zhì)量和建筑物的安全性及使用功能提供了法律和技術(shù)依據(jù)。建設(shè)主體各方要明確自己的職責(zé)，按建設(shè)程序辦事，嚴(yán)格按規(guī)范設(shè)計(jì)和施工。