作者簡介：湯衡（1987—），女，漢族，湖北宜昌人，碩士研究生，工程師，研究方向：超高層建筑。

摘要：對于高度大于250m的超高層建筑，層間防火設計是防火構造中的一個重要環(huán)節(jié)。本文結合工程實踐，系統(tǒng)總結了大于250m超高層建筑層間防火構造的做法，介紹了樓板下方、樓板上方實體墻以及縫隙封堵的常見構造措施，并指出設計及施工中需要注意的問題。對結構邊梁高度不足或者邊梁距離幕墻尺寸過大的特殊情況進行了深度剖析，就樓板下非實體墻構造與建筑主體的加強連接給出了創(chuàng)新性的解決方案。

關鍵詞：超高層建筑；層間開口；層間防火；層間封堵構造

引言

當前，超高層建筑迅猛發(fā)展，隨之而來的消防安全問題也層出不窮。層間防火設計向來是超高層建筑消防安全設計的重難點，特別是大于250m的超高層建筑，火災危險性相較于普通超高層明顯增加。由于外立面通常為玻璃幕墻，大部分幕墻建筑存在空腔結構，這些空腔上下貫通，在火災發(fā)生時會產(chǎn)生煙囪效應，如不采取一定的分隔措施，會加劇火勢在水平方向和豎向的迅速蔓延，導致建筑整體著火，難以實施撲救^[1]。因此，研究超高層建筑層間開口之間的防火構造設計具有重要意義。

一、設計規(guī)范要求解讀

根據(jù)我國現(xiàn)行規(guī)范GB50016-2014《建筑設計防火規(guī)范》（2018年版）（以下簡稱《建規(guī)》）6.2.5除本規(guī)范另有規(guī)定外，建筑外墻上、下層開口之間應設置高度不小于1.2m的實體墻或挑出寬度不小于1.0m、長度不小于開口寬度的防火挑檐；當室內(nèi)設置自動噴水滅火系統(tǒng)時，上、下層開口之間的實體墻高度不應小于0.8m。當上、下層開口之間設置實體墻確有困難時，可設置防火玻璃墻，但高層建筑防火玻璃墻的耐火完整性不應低于1.00h，多層建筑防火玻璃墻的耐火完整性不應低于0.50h^[2]。6.2.6建筑幕墻應在每層樓板外沿處采取符合本規(guī)范第6.2.5條規(guī)定的防火措施，幕墻與每層樓板、隔墻處的縫隙應采用防火封堵材料封堵。

高度大于250m以上建筑執(zhí)行《建筑高度大于250米民用建筑防火設計加強性技術要求（試行）》（以下簡稱《加強性技術要求》）第九條，在建筑外墻上、下層開口之間應設置高度不小于1.5m的不燃性實體墻，在樓板上的高度不應小于0.6m；當采用防火挑檐替代時，防火挑檐的出挑寬度不應小于1.0m、長度不應小于開口的寬度兩側(cè)各延長0.5m^[3]。鑒于設置防火挑檐的設計不常用且一般無設計爭議，本文僅探討250m以上超高層上下層開口之間墻體及封堵構造措施。

普通建筑的層間防火實體墻要求為1.2m（設自噴時為0.8m），縫隙處應采用防火封堵材料封堵，以上為建筑層間防止火災蔓延的構造基本要求和措施。因250m以上建筑相較于普通建筑火災危險性增大，因此《加強性技術要求》在《建規(guī)》的基礎上對層間開口的防護高度要求由1.2m增加至1.5m，并且樓板上方的高度要求不小于0.6m，以進一步加強層間防火措施。

層間防火構造分為兩部分，即板上構造及板下構造，大于250m的超高層建筑要求板上不小于0.6m。在實際工程中，一般為了保證室內(nèi)效果的通透性，板上高度一般不會超過0.6m，板下高度要求至少為0.9m。如果邊梁高度大于0.9m，通常利用結構梁作為層間防火的實體墻。然而，仍然存在大量邊梁高度不足0.9m或者梁距離幕墻尺寸過大的工程案例。在這種情況下，樓板下方層間開口防火構造的設計往往具有爭議。9r5Wdciyv973/mAVSyPzNg==爭議點在于各地專家、圖審單位對于《加強性技術要求》中的“不燃性實體墻”有不同的理解和審查尺度。總體來說，樓板下方層間防火構造做法一般有利用結構邊梁和下掛輕質(zhì)復合墻體兩大類做法。

二、層間防火—樓板下方構造做法

（一）利用結構邊梁

利用建筑本身的結構邊梁作為樓板下方的層間“不燃性實體墻”是最常見、最經(jīng)濟可靠的做法。0.9m的結構邊梁加上樓板上方0.6m高的反坎，能滿足層間防火構造1.5m不燃性實體墻的要求，只需要完善縫隙的封堵構造就能保證層間防火措施的可靠性。

某項目（圖1）從結構板面算起，樓板下方層間防火實體墻利用樓板厚度及結構鋼梁本身的高度，總高度為0.9m，樓板上方反坎的高度為0.6m，總高度達到1.5m。

（二）輕質(zhì)復合墻板下掛

1.一般做法

在實際項目中，通常存在結構梁距離幕墻內(nèi)邊較遠或者梁高度不足的情況，在專家或者圖審允許的情況下，在結構板邊下掛輕質(zhì)復合墻板墻裙作為層間防火分隔構造也是常見的做法。輕質(zhì)復合板墻裙構造為防火棉+防火板包裹，耐火極限須達到1.0h，現(xiàn)場安裝前提供該防火墻裙整體構件的檢驗報告。具體設計可參考《建規(guī)》附錄附表1中滿足耐火極限1h的復合墻體，其構造可參考國家建筑標準設計圖集07J905-1防火建筑構造（一）11頁及類似措施。例如，在某項目中，辦公主體塔樓結構邊梁距離幕墻邊較遠，無法利用結構邊梁作為層間防火的下方實體墻，在結構板邊另設輕質(zhì)復合墻板，自樓板上沿起總高1.5m，構造為防火棉+纖維增強硅酸鈣板包裹（圖2、圖3）。

對于有結構邊梁但結構邊梁高度不足的情況，只需在鋼梁下部下掛復合墻板，補足下方高度的不足即可。例如，深圳福田灣區(qū)智慧廣場項目，邊梁高度約為350mm，邊梁下下掛高度為400mm的鋼面石膏復合板，結構板上設600mm高砌體墻，結構板下高度總共為900mm，共同組合為層間防火構造的下方實體墻（圖4）^[4]。圖4 鋼梁與下掛復合墻板共同組合

2.加強做法

隨著對于超高層建筑高度的控制以及超高層相關規(guī)范和制度的完善，超高層消防審查力度日趨嚴格，對于高度大于250m的超高層建筑，因其防火設計要求遠高于一般建筑，消防專家或圖審機構可能會對利用輕質(zhì)復合墻體作為層間防火“實體墻”的做法提出質(zhì)疑。輕質(zhì)復合墻體本身雖然從防火性能上能達到相應耐火極限要求，但因其與主體結構是通過二次連接的方式固定在樓板或梁下，在火災高溫時與主體連接的可靠度及牢固度是專家的質(zhì)疑點。在蘇州某超高層項目中，為加強連接的可靠度，在構造上創(chuàng)新性地采用了鋼方管焊接固定的方式，確保在火災時絕對可靠，該構造措施已通過消防專項評審會的審核，具體構造措施如圖5。樓板底部設置預埋件，間距不大于1800mm；豎向50×30×4（mm）方鋼管焊接于樓板底部預埋件；豎向50×30×4（mm）方鋼管懸挑端焊接200×100×4（mm）鋼托板；將防火成品下掛板放置于鋼托板；通過不銹鋼自攻釘將防火成品下掛板掛耳固定于豎向50×30×4（mm）方鋼管外側(cè)；拼縫處防火密封膠封堵；外露鋼件噴防火漆。

三、層間防火—樓板上方構造做法

（一）材料選擇

《加強性技術要求》中第九條，樓板上方的高度要求不小于0.6m。樓板上方防火反坎一般材料可選用砌塊、現(xiàn)澆混凝土或ALC板等，不同的材料選擇各有利弊。若項目為混凝土結構，在樓板上方直接現(xiàn)澆0.6m高的反坎作為層間防火上方實體墻是最可靠、最經(jīng)濟的方式，施工也相對方便快捷。通常大于250m的超高層建筑多為鋼結構，若從疊合樓板上直接現(xiàn)澆0.6m高反坎對結構受力及施工便捷性來說都不合理，因此一般鋼結構建筑的板上防火反坎采用砌體砌筑或者ALC板拼接的方式。砌體砌筑具有材料易得、經(jīng)濟實惠等特點，由于現(xiàn)場存在濕作業(yè)、速度慢等問題，部分施工不推薦采用。ALC板具有模數(shù)化、快速施工等特點，是層間防火樓板上方構造的最常用材料。

（二）ALC板構造處理

對于ALC板構造，以江蘇省標圖集—蘇G29-2019《輕質(zhì)內(nèi)隔墻構造圖集》為例，要求墻板安裝長度超過6m時，應增加構造柱，構造柱可采用方鋼柱、H型鋼柱或鋼筋混凝土柱。對于頂部，因其為自由端，規(guī)范要求做角鋼、槽鋼或配筋混凝土壓頂，壓頂與主體結構應牢固連接，所有外露鐵件均應做防銹處理。墻板頂部壓頂做法如圖6^[5]。

對于幕墻預埋件頂埋的情況，預埋件會凸出混凝土樓板上方，與成品ALC板會存在沖突，一般的處理方法是根據(jù)幕墻分隔尺寸及預埋件尺寸預留洞口，等幕墻施工完成后澆筑。下圖所示為某項目層間防火上沿ALC板的預留洞設計，按幕墻分格尺寸A均勻預留400×150的洞口，以上在工廠批量加工完成，現(xiàn)場直接組裝，待幕墻施工完成后澆筑封堵洞口（圖7）。

（三）反坎結合護窗欄桿

層間防火板上的反坎高度對于室內(nèi)空間效果的通透性有一定影響。部分項目轉(zhuǎn)變思路，將規(guī)范壁壘轉(zhuǎn)化為設計可利用的條件，將塔樓的防火反坎與幕墻護窗欄桿的需求結合起來進行設計。規(guī)范要求護窗欄桿高度不小于0.8m，將板上反坎高度調(diào)整至面層上方尺寸不小于0.8m（大于防火規(guī)范0.6m要求），加上梁高約0.8m，建筑外墻上下開口之間設置高度不小于1.5m的不燃性實體墻，既可解決消防問題，又可兼顧防護安全。

四、層間封堵構造

對于外立面為玻璃幕墻的建筑，除了層間設實體墻的防火措施外，《建規(guī)》6.2.6條還要求幕墻與每層樓板、隔墻處的縫隙應采用防火封堵材料封堵。本條規(guī)定了建筑幕墻應采取防火構造措施的原則和要求以阻止火災通過幕墻空腔在建筑上下層間蔓延^[6]。封堵填充材料常用玻璃棉、硅酸鋁棉等不燃材料。在實際工程中，因受震動和溫差影響存在脫落、開裂等問題，因此規(guī)定幕墻與每層樓板、隔墻處的縫隙要采用具有一定彈性和防火性能的材料填塞密實。根據(jù)《GB/T51410-2020：建筑防火封堵應用技術標準》，封堵厚度不應小于200mm。

對于封堵的構造，《建筑幕墻防火技術規(guī)程》中要求礦物棉的密度不應小于80kg/m³；樓面處幕墻防火封堵構造應采用1.5mm厚鍍鋅鋼板作為承托板^[7]；梁底處幕墻防火封堵構造系統(tǒng)懸挑長度大于300mm時，應采用與主體結構固定的獨立鋼架支撐的幕墻防火封堵構造（圖8、圖10），懸挑小于300mm時，可采用鍍鋅鋼板作為承托板；承托板與幕墻及主體結構的縫隙應采用防火封堵材料進行密封（圖9、圖11）；上層礦物棉的上表面宜覆蓋具有彈性的防火封堵材料。

在實際工程案例中，封堵構造懸挑大于300mm的構造，因獨立鋼架支撐，需要相應的構造措施以確保設計及施工的可靠性。推薦安裝流程工藝如下：安裝豎向龍骨用以支撐防火板板面（龍骨可選用鍍鋅角鋼或輕鋼龍骨）；龍骨與結構需要使用緊固件可靠固定，另一端根據(jù)工程結構及玻璃幕墻具體安裝方法進行固定；防火板板面橫向龍骨間距不應大于400mm，保證板面在長時間使用過程中不出現(xiàn)彎曲，緊固件不建議使用沉頭自攻螺釘，應采用盤頭自攻自轉(zhuǎn)螺釘加大墊片；轉(zhuǎn)角處龍骨橫向布置，不應大于300mm，固定板材時，螺釘距板材邊緣距離不應小于10mm；防火板與防火板之間應留有不小于8mm的變形縫隙，縫隙處使用防火密封膠密封。因防火板耐火極限較高，部分項目在防火板上方未使用防火棉。由于大于250m的超高層建筑火災危險性大，從安全角度出發(fā)，建議在防火板上設200mm厚防火棉作為封堵。

結語

大于250m的超高層層間消防隔斷設計是超高層建筑消防安全設計的重點^[8]。通過前文解析，要實現(xiàn)安全高效的層間防火設計，需注意以下幾點。第一，深入理解規(guī)范以及防火措施的原理，了解不同情況下層間防火及封堵構造做法和常用設計方法；第二，把握材料特性及施工現(xiàn)場的實際做法，結合項目特征提出可行性措施并加以驗證；第三，重視每個項目的經(jīng)驗總結，積累消防評審會特殊消防設計經(jīng)驗，舉一反三。建筑師應堅持“適用、安全、經(jīng)濟”原則，不斷提升自身業(yè)務能力，并重視理論與實踐相結合，才能使超高層層間防火設計更完善、更可靠。

參考文獻

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[8]袁青，鄔紅茹，彭磊，等.超高層建筑層間消防隔斷設計與研究[J].設計與研究，2019（06）：126-127.