防煙層的施工應根據產品的要求進行。防煙
涂料厚度一般在3mm到12mm之間，也有要求至少在12mm以上。并且要求涂料往
混凝土結構和
幕墻內部二側各延伸12mm，見圖25。如果采用貼箔
防火棉，周 邊要用
防火膠填充。
談到防火膠，就要說一下一些人對防火膠認識的誤區。市場上很多標以“
阻燃密封膠”“ 阻燃防火膠”的產品并不防火，實質上是防煙膠。它們與上述防煙涂料所使用的材料相似，一般為有機材料，其工作溫度范圍大多不超過160°C。產品上標示的2小時、3小時防火時間均是在特定試驗環境下取得的，例如與本文介紹的防火試驗相似的特定試驗環境。防火膠、防煙涂料只是整個試驗體系的一部份，離開了這個試驗體系，這個特定試驗環境，正如ASTM E2307所強調的，單個產品在其它不同場合應用是不被認可的。舉個例子，不少工程圖紙將圖25的100mm防火棉標以“1小時防火棉”是不準確的，如果這個防火系統采用ASTM E2307特定試驗環境，防火時間是1小時，不等于單個產品100mm防火棉能達到1小時。圖26 中，受火面采用防火
密封膠盡管沒壞處，與普通密封
硅膠相比，其對防火作用也大不到哪里。
根據ASTM E814,“Fire Tests of Through Penetration Fire Stops”中對防火級別的分類，除了上述的F級和T級外，還有一個L 級就是用來衡量防火膠、防煙涂料對熱氣和煙霧的
滲透性能。
有的工程在背火面采用
鍍鋅鋼板或
鋁板進行封堵，考慮到
金屬在高溫下容易
變形，防煙效果可能受到影響。
8) 背板
加強筋：一般采用厚度為1.2mm以上的
鍍鋅鋼板，
冷彎加工成適當的形狀，如T型、L型、幾字型等，用
不銹鋼螺釘將二端
固定到
立柱上，同時也固定到背板上。螺釘必須用硅膠密封，以防止漏水和漏氣。
因為防火棉以25%-33%（或以上）的壓縮率填充，所以在防火棉前面設置一根背板加強筋，用于承受防火棉傳遞過來的水平力，減少背板變形。
從防火試驗結果和工程實踐證實，背板加強筋在防火方面起著不可忽視的作用。一根或數根（根據背板的大小）背板加強筋大大約束了背板的變形能力，減小了水平防火帶出現空隙的可能性。
9) 防火棉：首先，一定要選用國家有關專業機構認定的產品。
最常采用的是
巖棉和
礦渣棉。與防火
保溫棉要求有所不同的是，一是它的厚度不得小于100mm，當然越厚越好；二是它的實際
密度（有的產品名義密度和實際密度不同）在100 Kg/m3以上。密度越高，壓縮后
彈性越好，有利于封堵縫隙，這也是部分建筑師要求高密度防火棉的理由之一。
防火棉采用以25%-33%（或以上）的壓縮率密實填充幕墻內側與建筑物
樓板之間的空隙。以25%為例，要達到實際密度在100 Kg/m3以上，選用防火棉的密度至少為75 Kg/m3。防火棉的壓縮力大致為表5所示。
防火棉應采用機械式固定形式可靠地固定在主結構上，如圖18中Z形支承片14）。防火棉被壓縮后，產生的摩擦力一般足以克服防火棉的自重，采用雙重固定方式出自于長遠考慮。在建筑物整個生命周期中有無數次
熱脹冷縮、
荷載變化，包括地震等，防火棉所填充的空間寬度也隨之而變化。防火棉被壓縮幾十年后它的反彈能力還有多強也是一個不確定議題。從防火試驗結果來看，經燃燒后的防火棉反彈能力確實有所下降。所以僅僅依靠摩擦力支持防火棉感覺上不是很踏實的。
布置防火棉既要考慮到它是具有防火等級的樓板的延續部分，考慮到它與幕墻中防火保溫棉共同構成可靠、無縫隙的
防火隔離帶，同時也要考慮到它對幕墻主結構及其承載
連接件的直接保護作用。
從防火試驗結果知道，整個防火系統中
鋁合金立柱部分是一個簿弱環節。
鋁合金熔點低，橫料短時間內被
熔化，立柱隨著時間逐步熔化，越上面部分所需時間越長；燃燒室內側對立柱傳熱保護越好，立柱熔化所需時間也越長。而鍍鋅鋼板背板不容易熔化掉。熔化掉的立柱有可能穿透防火棉的厚度，從而繞過防火棉形成一個高溫氣流的走火通道。所以，防火棉盡可能布置在高一點的位置更有利于防止火勢向上蔓延。
防火棉宜直接布置在幕墻與
主體結構連接件的下方。一旦防火保溫棉被燒脫，它可以阻擋從背板傳過來的部分熱量，保護承載連接件的
承載能力。如果此承載連接件的材料是結構鋼，抗高溫能力強些；目前大部分幕墻（尤其單元式）承載連接件采用鋁合金6063-T6或6061-T6，高溫下很快失去承載能力。如果直接布置在承載連接件下方有困難，需在它的下方和側面布置足夠厚度的防火棉將它包起來。
壓縮防火棉有一定的防煙效果，但滿足不了現代工程的更高要求，需要另外的防煙材料和措施。防火棉也是一種非常不錯的
隔音材料。
防火棉的布置應考慮到下道工序即防煙層是否容易施工。
建筑物情況不同，防火棉的布置也各不相同，我們來分析一下圖26的幾種常見情況。
圖(a)是普遍公認和常用的一種標準防火構造（ASTM E2307標準測試方法采用這種構造），它具有可靠、有效、施工方便等優點。當承載連接件在側面時，為保護承載連接件將防火棉直接放在它的下方，如圖(b)所示，下托的鍍鋅鋼板在燃燒中會產生變形，但只要與
混凝土連接可靠，加上防火棉壓縮產生的摩擦力，防火棉掉下來的可能性不大。只是防煙層施工有點困難。
圖(c)中防火棉不可能被緊密壓縮，當下托鍍鋅鋼板在燃燒中變形，防火棉中可能會形成空隙，易產生走火通道；且由于防火棉位置過低，大火可以在幾十分鐘內燒穿鋁合金立柱，繞過防火棉進入上層。這種情況防煙層要另想辦法布置。圖(d) 結構形式防火施工要困難些，它幾乎采用了三層防火，成本比較大。
防火板常用
防火石膏板、
硅酸鈣板、
硅酸鋁板等。
10) 保溫棉保持架：材料為鍍鋅鋼板，冷彎加工成槽形，直接用不銹鋼螺釘將二端固定到立柱上。
剛度越大越好，但要注意，在單元拼裝過程中，它與背板一樣，對
框架的直角度產生很大的影響。
11) 幕墻立柱隔溫層：鋁合金熔點只有660度，處于混凝土樓板底或梁底以下部分的立柱易熔化。為減緩立柱溫度升高，隔離火苗，采用將
保溫材料固定在鋁合金立柱內側表面。用螺釘等機械方式固定在立柱上，千萬不能固定在背板上，否則會破壞幕墻的
氣密性，導致漏氣漏水。 保溫材料可采用防火
石膏板、硅酸鈣板、硅酸鋁板等，或者用巖棉和礦渣棉。此隔溫層高度到混凝土樓板底或梁底以下即可，再往上現場施工有困難。圖27為工程實例。
12) 石膏板裝飾：樓層面以上不一定要用防火石膏板，普通石膏板也可以。它主要起三個作用，一.作為內裝飾面；二.
隔音；三.
隔熱。石膏板厚度不小于12mm，背面用
輕鋼龍骨支撐。一般來說，輕鋼
龍骨和石膏板裝飾不屬于幕墻公司的合同范圍，但幕墻公司必須明確，其它公司在固定輕鋼龍骨時，不能用螺釘直接固定在背板上。圖28所示的輕鋼龍骨是在幕墻公司工廠中預先裝配的，在幕墻內部的螺釘尖頭均用硅膠密封。
石膏板與幕墻背面的距離宜正好跨過水平防火帶。這樣做既能保護水平防火帶及防煙層，最大程度利用建筑面積，亦可減少上層樓面易燃物品如紙張、棉織品等由于溫度上升引起自燃。同時也減少煙霧的擴散。
13) 防火泡沫填充：不少建筑師提出這個要求是從隔音角度考慮的，特別是高層
住宅建筑，家庭隱私要求比較高。幕墻立柱一般跨層安裝，中部是
中空的，不但隔音差，而且防火、防煙也差。所以選用填充物時不要用普通隔音泡沫，要用防火泡沫填充。
防火泡沫材料與前面講的防煙涂料基本情況相似，名義上防火，實質上起防煙的作用。它的工作溫度上限只在100多度左右。
對于
單元式幕墻，防火泡沫填充只能在工地現場進行。工廠事先在立柱內腔安裝好金屬托架（鋁合金或鍍鋅鋼板），加工好泡沫填充孔。工地上注射完防火泡沫后，用密封膠或金屬薄片將填充孔封住。
泡沫填充的位置宜在水平防火帶附近，但以現場施工方便為主，它的位置往下偏一些沒有太大問題。圖29為工程實例。
14) 防火棉Z形支承片：采用厚度不小于1.5mm鍍鋅鋼板，間距為600mm左右，用鋼釘固定在混凝土結構上，圖30為常用形狀。‘
15) 背板：鍍鋅鋼板背板的厚度不應小于0.86mm，當采用
焊接釘時，厚度宜大于1.0mm，否則容易燒穿。背板其實是個受力
構件，如果背板 太薄，或固定背板螺釘太稀，或加強筋不夠的話，三性試驗中可以看到，在壓差下背板會產生變形，這不利于
氣密性。
根據雨屏原理，設置背板的目的就是為了氣密性。背板宜設置在防火保溫棉的后面，而不是在防火保溫棉的前面，這主要考慮到金屬
熱傳導性，更有利于保溫節能。
固定背板螺釘采用不銹鋼，四邊都要固定。螺釘離角的距離不要超過50mm，螺釘間距300mm左右。所有螺釘頭或尖頭需用硅膠密封。
背板上一定要設置幾根加強筋來增加背板的
剛性，受熱時使它的變形降低到最小程度。
最后增加二點注意事項，它們不在圖18中列出。
16)
五金件：幕墻上一般多采用不銹鋼和合金鋁螺釘，有時采用鋁鉚釘。當采用鋁螺釘、鋁鉚釘固定
面板（
石材、金屬板、
玻璃等）時，要考慮到它是否是關鍵承重件，它所處的位置是否在火災時易被火攻擊，而導致面板
脫落。
17) 立柱受壓型幕墻單元：絕大部分幕墻立柱都設計成受拉
桿件，承重連接件靠近立柱上方。但有時候局部不得不設計成受壓型，即承重連接件靠近底部，或直接坐在下面單元上，這時上面的水平承載件設計時要考慮到，萬一下面承重件由于溫度升高失去承載能力時，不至于造成整個幕墻單元塌落。圖31 是二個例子，經常會看到幕墻施工圖上類似右邊不正確的設計
節點。
結束語
幕墻防火設計要點>的歸納，是建立在大量試驗和工程實踐的基礎上總結得到的。雖然不能包羅萬象，但對幕墻工程設計和施工具有一定的指導意義。
由于建筑物形狀、形式眾多，幕墻設計千變萬化，上述設計要點有時不可能全部采用。深刻領會和理解幕墻建筑物周邊水平防火帶作為被動防火措施，圍堵火勢蔓延的作用，對幕墻防火設計的意義重大。上述大部分防火設計要點應該能夠體現到工程上，有些是必須及強制性的。有利的一面是，防火設計與
防水、氣密性、保溫、隔音和
防腐設計等不但沒有沖突，而且是相輔相成的，這樣不至于會增加太大成本。
隨著國家對保溫節能性能要求的不斷提高，幕墻系統越來越多地采用非金屬
隔熱材料，如
聚酰胺尼龍隔熱條等，安全性能包括防火安全應該放在首位。這應該是建筑師、幕墻顧問及
幕墻設計師共同的責任。最后，歡迎國內同行切磋和交流：2000cw@gmail.com
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[Abstract]
Fire Protection Design and Test Analysis of Building Curtain Walls
This article briefly reviews fire and smoke behavior in glazed curtain wall buildings. It introduces a perimeter fire barrier test according to ASTM E2307. Based on test results and practical experience, it focuses on vulnerable points in curtain wall regarding fire protection. It presents guidelines for designing and installing effective perimeter containment systems for the reference of architects, curtain wall designers and consultants.
[Key
Words]
Curtain wall design; Fire test; Fire barrier; Fire stop; Smoke seal; Fire safety; Mineral fiber insulation; Unitizing system; Perimeter joint; Back pan.
作者簡介
作者88年畢業于上海交通大學機械系（碩士），后在同濟大學任教。93年在上海開始從事幕墻設計，95年起在境外的日本、加拿大、美國大型幕墻公司任設計師、技術協調、技術監督、技術研發主管等工作，主持及參與幾十項工程，工程主要在上海、香港、英國、美國和加拿大。
