防烟层的施工应根据产品的要求进行。防烟
涂料厚度一般在3mm到12mm之间，也有要求至少在12mm以上。并且要求涂料往
混凝土结构和
幕墙内部二侧各延伸12mm，见图25。如果采用贴箔
防火棉，周 边要用
防火胶填充。
谈到防火胶，就要说一下一些人对防火胶认识的误区。市场上很多标以“
阻燃密封胶”“ 阻燃防火胶”的产品并不防火，实质上是防烟胶。它们与上述防烟涂料所使用的材料相似，一般为有机材料，其工作温度范围大多不超过160°C。产品上标示的2小时、3小时防火时间均是在特定试验环境下取得的，例如与本文介绍的防火试验相似的特定试验环境。防火胶、防烟涂料只是整个试验体系的一部份，离开了这个试验体系，这个特定试验环境，正如ASTM E2307所强调的，单个产品在其它不同场合应用是不被认可的。举个例子，不少工程图纸将图25的100mm防火棉标以“1小时防火棉”是不准确的，如果这个防火系统采用ASTM E2307特定试验环境，防火时间是1小时，不等于单个产品100mm防火棉能达到1小时。图26 中，受火面采用防火
密封胶尽管没坏处，与普通密封
硅胶相比，其对防火作用也大不到哪里。
根据ASTM E814,“Fire Tests of Through Penetration Fire Stops”中对防火级别的分类，除了上述的F级和T级外，还有一个L 级就是用来衡量防火胶、防烟涂料对热气和烟雾的
渗透性能。
有的工程在背火面采用
镀锌钢板或
铝板进行封堵，考虑到
金属在高温下容易
变形，防烟效果可能受到影响。
8) 背板
加强筋：一般采用厚度为1.2mm以上的
镀锌钢板，
冷弯加工成适当的形状，如T型、L型、几字型等，用
不锈钢螺钉将二端
固定到
立柱上，同时也固定到背板上。螺钉必须用硅胶密封，以防止漏水和漏气。
因为防火棉以25%-33%（或以上）的压缩率填充，所以在防火棉前面设置一根背板加强筋，用于承受防火棉传递过来的水平力，减少背板变形。
从防火试验结果和工程实践证实，背板加强筋在防火方面起着不可忽视的作用。一根或数根（根据背板的大小）背板加强筋大大约束了背板的变形能力，减小了水平防火带出现空隙的可能性。
9) 防火棉：首先，一定要选用国家有关专业机构认定的产品。
最常采用的是
岩棉和
矿渣棉。与防火
保温棉要求有所不同的是，一是它的厚度不得小于100mm，当然越厚越好；二是它的实际
密度（有的产品名义密度和实际密度不同）在100 Kg/m3以上。密度越高，压缩后
弹性越好，有利于封堵缝隙，这也是部分建筑师要求高密度防火棉的理由之一。
防火棉采用以25%-33%（或以上）的压缩率密实填充幕墙内侧与建筑物
楼板之间的空隙。以25%为例，要达到实际密度在100 Kg/m3以上，选用防火棉的密度至少为75 Kg/m3。防火棉的压缩力大致为表5所示。
防火棉应采用机械式固定形式可靠地固定在主结构上，如图18中Z形支承片14）。防火棉被压缩后，产生的摩擦力一般足以克服防火棉的自重，采用双重固定方式出自于长远考虑。在建筑物整个生命周期中有无数次
热胀冷缩、
荷载变化，包括地震等，防火棉所填充的空间宽度也随之而变化。防火棉被压缩几十年后它的反弹能力还有多强也是一个不确定议题。从防火试验结果来看，经燃烧后的防火棉反弹能力确实有所下降。所以仅仅依靠摩擦力支持防火棉感觉上不是很踏实的。
布置防火棉既要考虑到它是具有防火等级的楼板的延续部分，考虑到它与幕墙中防火保温棉共同构成可靠、无缝隙的
防火隔离带，同时也要考虑到它对幕墙主结构及其承载
连接件的直接保护作用。
从防火试验结果知道，整个防火系统中
铝合金立柱部分是一个簿弱环节。
铝合金熔点低，横料短时间内被
熔化，立柱随着时间逐步熔化，越上面部分所需时间越长；燃烧室内侧对立柱传热保护越好，立柱熔化所需时间也越长。而镀锌钢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，从而绕过防火棉形成一个高温气流的走火通道。所以，防火棉尽可能布置在高一点的位置更有利于防止火势向上蔓延。
防火棉宜直接布置在幕墙与
主体结构连接件的下方。一旦防火保温棉被烧脱，它可以阻挡从背板传过来的部分热量，保护承载连接件的
承载能力。如果此承载连接件的材料是结构钢，抗高温能力强些；目前大部分幕墙（尤其单元式）承载连接件采用铝合金6063-T6或6061-T6，高温下很快失去承载能力。如果直接布置在承载连接件下方有困难，需在它的下方和侧面布置足够厚度的防火棉将它包起来。
压缩防火棉有一定的防烟效果，但满足不了现代工程的更高要求，需要另外的防烟材料和措施。防火棉也是一种非常不错的
隔音材料。
防火棉的布置应考虑到下道工序即防烟层是否容易施工。
建筑物情况不同，防火棉的布置也各不相同，我们来分析一下图26的几种常见情况。
图(a)是普遍公认和常用的一种标准防火构造（ASTM E2307标准测试方法采用这种构造），它具有可靠、有效、施工方便等优点。当承载连接件在侧面时，为保护承载连接件将防火棉直接放在它的下方，如图(b)所示，下托的镀锌钢板在燃烧中会产生变形，但只要与
混凝土连接可靠，加上防火棉压缩产生的摩擦力，防火棉掉下来的可能性不大。只是防烟层施工有点困难。
图(c)中防火棉不可能被紧密压缩，当下托镀锌钢板在燃烧中变形，防火棉中可能会形成空隙，易产生走火通道；且由于防火棉位置过低，大火可以在几十分钟内烧穿铝合金立柱，绕过防火棉进入上层。这种情况防烟层要另想办法布置。图(d) 结构形式防火施工要困难些，它几乎采用了三层防火，成本比较大。
防火板常用
防火石膏板、
硅酸钙板、
硅酸铝板等。
10) 保温棉保持架：材料为镀锌钢板，冷弯加工成槽形，直接用不锈钢螺钉将二端固定到立柱上。
刚度越大越好，但要注意，在单元拼装过程中，它与背板一样，对
框架的直角度产生很大的影响。
11) 幕墙立柱隔温层：铝合金熔点只有660度，处于混凝土楼板底或梁底以下部分的立柱易熔化。为减缓立柱温度升高，隔离火苗，采用将
保温材料固定在铝合金立柱内侧表面。用螺钉等机械方式固定在立柱上，千万不能固定在背板上，否则会破坏幕墙的
气密性，导致漏气漏水。 保温材料可采用防火
石膏板、硅酸钙板、硅酸铝板等，或者用岩棉和矿渣棉。此隔温层高度到混凝土楼板底或梁底以下即可，再往上现场施工有困难。图27为工程实例。
12) 石膏板装饰：楼层面以上不一定要用防火石膏板，普通石膏板也可以。它主要起三个作用，一.作为内装饰面；二.
隔音；三.
隔热。石膏板厚度不小于12mm，背面用
轻钢龙骨支撑。一般来说，轻钢
龙骨和石膏板装饰不属于幕墙公司的合同范围，但幕墙公司必须明确，其它公司在固定轻钢龙骨时，不能用螺钉直接固定在背板上。图28所示的轻钢龙骨是在幕墙公司工厂中预先装配的，在幕墙内部的螺钉尖头均用硅胶密封。
石膏板与幕墙背面的距离宜正好跨过水平防火带。这样做既能保护水平防火带及防烟层，最大程度利用建筑面积，亦可减少上层楼面易燃物品如纸张、棉织品等由于温度上升引起自燃。同时也减少烟雾的扩散。
13) 防火泡沫填充：不少建筑师提出这个要求是从隔音角度考虑的，特别是高层
住宅建筑，家庭隐私要求比较高。幕墙立柱一般跨层安装，中部是
中空的，不但隔音差，而且防火、防烟也差。所以选用填充物时不要用普通隔音泡沫，要用防火泡沫填充。
防火泡沫材料与前面讲的防烟涂料基本情况相似，名义上防火，实质上起防烟的作用。它的工作温度上限只在100多度左右。
对于
单元式幕墙，防火泡沫填充只能在工地现场进行。工厂事先在立柱内腔安装好金属托架（铝合金或镀锌钢板），加工好泡沫填充孔。工地上注射完防火泡沫后，用密封胶或金属薄片将填充孔封住。
泡沫填充的位置宜在水平防火带附近，但以现场施工方便为主，它的位置往下偏一些没有太大问题。图29为工程实例。
14) 防火棉Z形支承片：采用厚度不小于1.5mm镀锌钢板，间距为600mm左右，用钢钉固定在混凝土结构上，图30为常用形状。‘
15) 背板：镀锌钢板背板的厚度不应小于0.86mm，当采用
焊接钉时，厚度宜大于1.0mm，否则容易烧穿。背板其实是个受力
构件，如果背板 太薄，或固定背板螺钉太稀，或加强筋不够的话，三性试验中可以看到，在压差下背板会产生变形，这不利于
气密性。
根据雨屏原理，设置背板的目的就是为了气密性。背板宜设置在防火保温棉的后面，而不是在防火保温棉的前面，这主要考虑到金属
热传导性，更有利于保温节能。
固定背板螺钉采用不锈钢，四边都要固定。螺钉离角的距离不要超过50mm，螺钉间距300mm左右。所有螺钉头或尖头需用硅胶密封。
背板上一定要设置几根加强筋来增加背板的
刚性，受热时使它的变形降低到最小程度。
最后增加二点注意事项，它们不在图18中列出。
16)
五金件：幕墙上一般多采用不锈钢和合金铝螺钉，有时采用铝铆钉。当采用铝螺钉、铝铆钉固定
面板（
石材、金属板、
玻璃等）时，要考虑到它是否是关键承重件，它所处的位置是否在火灾时易被火攻击，而导致面板
脱落。
17) 立柱受压型幕墙单元：绝大部分幕墙立柱都设计成受拉
杆件，承重连接件靠近立柱上方。但有时候局部不得不设计成受压型，即承重连接件靠近底部，或直接坐在下面单元上，这时上面的水平承载件设计时要考虑到，万一下面承重件由于温度升高失去承载能力时，不至于造成整个幕墙单元塌落。图31 是二个例子，经常会看到幕墙施工图上类似右边不正确的设计
节点。
结束语
幕墙防火设计要点>的归纳，是建立在大量试验和工程实践的基础上总结得到的。虽然不能包罗万象，但对幕墙工程设计和施工具有一定的指导意义。
由于建筑物形状、形式众多，幕墙设计千变万化，上述设计要点有时不可能全部采用。深刻领会和理解幕墙建筑物周边水平防火带作为被动防火措施，围堵火势蔓延的作用，对幕墙防火设计的意义重大。上述大部分防火设计要点应该能够体现到工程上，有些是必须及强制性的。有利的一面是，防火设计与
防水、气密性、保温、隔音和
防腐设计等不但没有冲突，而且是相辅相成的，这样不至于会增加太大成本。
随着国家对保温节能性能要求的不断提高，幕墙系统越来越多地采用非金属
隔热材料，如
聚酰胺尼龙隔热条等，安全性能包括防火安全应该放在首位。这应该是建筑师、幕墙顾问及
幕墙设计师共同的责任。最后，欢迎国内同行切磋和交流：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.
作者简介
作者88年毕业于上海交通大学机械系（硕士），后在同济大学任教。93年在上海开始从事幕墙设计，95年起在境外的日本、加拿大、美国大型幕墙公司任设计师、技术协调、技术监督、技术研发主管等工作，主持及参与几十项工程，工程主要在上海、香港、英国、美国和加拿大。
