中國幕墻網(wǎng) 2016年會(huì)論文集系列 未經(jīng)許可不得轉(zhuǎn)載　違者必究

　　一、前言

　　2009年2月9日央視新址北配樓火災(zāi)、2010年11月15日上海市靜安區(qū)膠州路教師公寓大樓火災(zāi)、2011年2月3日沈陽市皇朝萬鑫酒店火災(zāi)…這些火災(zāi)損失巨大，教訓(xùn)深刻，并引起有關(guān)各方對(duì)我國建筑防火問題的強(qiáng)烈反思。

　　經(jīng)歷血與火的洗禮之后，我國建筑防火標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展史上具有里程碑意義的GB50016—2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(以下簡(jiǎn)稱新《建規(guī)》)發(fā)布，并已于2015年5月1日起實(shí)施。該規(guī)范深刻吸取央視火災(zāi)等上述建筑外保溫系統(tǒng)火災(zāi)事故的慘痛教訓(xùn)，通過大量的保溫材料（詞條“保溫材料”由行業(yè)大百科提供）及系統(tǒng)的火災(zāi)試驗(yàn)研究，首次對(duì)不同類型、不同高度建筑保溫材料的燃燒性能提出了明確、嚴(yán)格的要求，嚴(yán)禁使用易燃保溫材料，嚴(yán)格限制可燃保溫材料，大力推廣使用不燃保溫材料，并對(duì)建筑外墻上門窗的耐火完整性做了嚴(yán)格規(guī)定，實(shí)現(xiàn)了建筑節(jié)能和建筑防火二者的協(xié)調(diào)發(fā)展。這樣一個(gè)眾望所歸、千呼萬喚始出來的高水準(zhǔn)的規(guī)范，對(duì)于提升我國建筑物抗御火災(zāi)的能力，從源頭上消除火災(zāi)隱患，預(yù)防和減少火災(zāi)事故無疑意義重大。它的實(shí)施效果、執(zhí)行力度如何，也牽動(dòng)著億萬人的心。

　　二、新《建規(guī)》對(duì)窗的防火要求

　　新《建規(guī)》中涉及對(duì)窗的防火要求主要有以下幾方面：中庭【5.3.2】、步行街【5.3.6】、避難間【5.5.23，5.5.24】、建筑高度大于54m的住宅建筑（詞條“住宅建筑”由行業(yè)大百科提供）【5.5.32】、建筑構(gòu)造【6.2.5】，【6.7.5】～【6.7.7】等。如與中庭相連通的門窗、步行街兩側(cè)建筑的商鋪、建筑高度大于100米的公共建筑的避難層(間)、高層病房樓的避難間以及建筑高度大于54米住宅建筑等，這些建筑區(qū)域的窗涉及到防火要求。而本文要重點(diǎn)探討的，是規(guī)范【6.7.5】～【6.7.7】的內(nèi)容，它涉及建筑總量大的住宅建筑，勢(shì)必將對(duì)門窗行業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

　　新《建規(guī)》的【6.7.5】～【6.7.7】，對(duì)不同類型、不同高度建筑保溫（詞條“建筑保溫”由行業(yè)大百科提供）材料的燃燒性能提出了明確、嚴(yán)格的要求，并對(duì)建筑外墻上門窗的耐火完整性做了明確規(guī)定。以下為部分條文規(guī)定：

　　6.7.5 與基層墻體、裝飾層之間無空腔的建筑外墻外保溫系統(tǒng)，其保溫材料應(yīng)符合下列規(guī)定：

　　1 住宅建筑：

　　1) 建筑高度大于100m時(shí)，保溫材料的燃燒性能應(yīng)為A級(jí);

　　2) 建筑高度大于27m，但不大于100m時(shí)，保溫材料的燃燒性能不應(yīng)低于B1級(jí);

　　3) 建筑高度不大于27m時(shí)，保溫材料的燃燒性能不應(yīng)低于B2級(jí)。

　　2 除住宅建筑和設(shè)置人員密集場(chǎng)所的建筑外，其他建筑：

　　1) 建筑高度大于50m時(shí)，保溫材料的燃燒性能應(yīng)為A級(jí);

　　2) 建筑高度大于24m，但不大于50m時(shí)，保溫材料的燃燒性能不應(yīng)低于B1級(jí);

　　3)建筑高度不大于24m時(shí)，保溫材料的燃燒性能不應(yīng)低于B2級(jí)。

　　6.7.7 除本規(guī)范第6.7.3條規(guī)定的情況外，當(dāng)建筑的外墻外保溫系統(tǒng)按本規(guī)范第6.7節(jié)規(guī)定采用燃燒性能為B1、B2級(jí)的保溫材料時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定：

　　1 除采用B1級(jí)保溫材料且建筑高度不大于24m的公共建筑或采用B1級(jí)保溫材料且建筑高度不大于27m的住宅建筑外，建筑外墻上門、窗的耐火完整性不應(yīng)低于0.50h;

　　2 應(yīng)在保溫系統(tǒng)中每層設(shè)置水平防火隔離帶。防火隔離帶應(yīng)采用燃燒性能為A級(jí)的材料，防火隔離帶的高度不應(yīng)小于300mm。

　　根據(jù)以上規(guī)范要求，針對(duì)不同建筑高度與外墻外保溫材料類型及門窗耐火完整性的應(yīng)用要求，現(xiàn)以圖1、圖2來概括說明：

　　三、門窗耐火完整性、耐火窗的概念及測(cè)試方法

　　GB/T31433-2015《建筑幕墻、門窗通用技術(shù)條件》給出了門窗耐火完整性的定義：即在標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗(yàn)條件下，建筑門窗某一面受火時(shí)，在一定時(shí)間內(nèi)阻止火焰和熱氣穿透或在背火面出現(xiàn)火焰的能力。根據(jù)規(guī)范要求，有耐火完整性要求的窗，其耐火完整性應(yīng)按照GB/T12513《鑲玻璃構(gòu)件耐火試驗(yàn)方法》中對(duì)非隔熱性鑲玻璃構(gòu)件的試驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定，但沒有隔熱性要求(標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗(yàn)中如背火面平均溫度超過初始溫度140℃或背火面最高溫度超過該點(diǎn)初始溫度180℃，則認(rèn)為試件失去隔熱性)。

　　耐火窗，顧名思義就是具有一定耐火完整性要求的窗。耐火窗不具有隔熱性，屬于C類非隔熱窗。耐火窗與非隔熱防火窗的區(qū)別在于，如果有可開啟扇，耐火窗沒有窗扇的啟閉控制裝置，而防火窗的窗扇則可以啟閉控制。

　　耐火窗在進(jìn)行耐火完整性測(cè)試時(shí)，試驗(yàn)爐內(nèi)溫度的上升隨時(shí)間而變化，應(yīng)按下列函數(shù)關(guān)系式進(jìn)行升溫控制：

　　T= 345log10(8t+1)+20

　　式中: t-----試驗(yàn)所經(jīng)歷的時(shí)間，min;

　　T------升溫到t時(shí)間的爐內(nèi)平均溫度, ℃;

　　表示以上函數(shù)的曲線，即“時(shí)間-溫度標(biāo)準(zhǔn)曲線”(見圖3)。

　　四、建筑外窗耐火完整性實(shí)現(xiàn)的可行性

　　新《建規(guī)》中對(duì)于不同建筑高度與外墻外保溫材料類型及門窗耐火完整性的應(yīng)用要求，使得建筑外窗的0.5小時(shí)耐火完整性成為門窗行業(yè)的焦點(diǎn)問題。市場(chǎng)現(xiàn)有門窗能否滿足規(guī)范要求?

　　1、防火窗國家標(biāo)準(zhǔn)GB16809于2008年進(jìn)行了修訂，并出版了12J609《防火門窗》圖集。根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)企業(yè)在鋼質(zhì)防火窗、木質(zhì)防火窗、鋼木復(fù)合防火窗等窗型的耐火性能方面，達(dá)到0.5h不存在技術(shù)障礙。

　　2、防火玻璃的供應(yīng)：目前國內(nèi)防火玻璃廠家提升技術(shù)、擴(kuò)張產(chǎn)能的步伐也在繼續(xù)加快，一些廠家購買了國外的防火玻璃生產(chǎn)技術(shù)。根據(jù)中國消防產(chǎn)品信息網(wǎng)的權(quán)威數(shù)據(jù)，我國目前通過第三方檢測(cè)的防火玻璃廠家達(dá)360家之多，比2013年的統(tǒng)計(jì)數(shù)字增加了30%左右，增速明顯，滿足未來耐火窗市場(chǎng)的玻璃供應(yīng)不成問題。

　　3、目前市場(chǎng)上主流的門窗型材，如斷橋鋁合金窗、塑鋼窗等，經(jīng)采取一定的技術(shù)手段，已能夠達(dá)到0.5h耐火完整性要求(參考第五節(jié))。

　　我們認(rèn)為，建筑外窗實(shí)現(xiàn)0.5小時(shí)耐火完整性是可行的。

　　五、建筑外窗的整窗防火技術(shù)

　　在發(fā)達(dá)國家，防火被認(rèn)為是一個(gè)系統(tǒng)問題，要求防火玻璃與框架系統(tǒng)都具有防火功能。我國則曾存在認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)，往往只注重玻璃本身的防火。性能再優(yōu)異的防火玻璃，如果沒有與之相匹配的防火框架、防火密封材料和五金件等，就不是完整的防火玻璃系統(tǒng)。只有將玻璃、框架、密封材料、五金件組合在一起并通過檢測(cè)的系統(tǒng)產(chǎn)品才能夠用于工程。

　　1、防火玻璃

　　防火玻璃按結(jié)構(gòu)可分為復(fù)合防火玻璃和單片防火玻璃。目前國內(nèi)單片防火玻璃主要有兩種技術(shù)路線： 采用綜合增強(qiáng)處理的高強(qiáng)度單片防火玻璃和特種防火玻璃(以硼硅酸鹽防火玻璃為主)。復(fù)合防火玻璃是在兩片玻璃之間凝聚一種透明而具有阻燃性能的凝膠，這種凝膠遇到高溫時(shí)發(fā)生吸熱分解反應(yīng)，變?yōu)椴煌该鳎�有阻隔火焰的作用。�?fù)合防火玻璃的生產(chǎn)方法分為夾層（詞條“夾層”由行業(yè)大百科提供）法和灌漿法兩種，其優(yōu)點(diǎn)是隔熱，缺點(diǎn)是不能直接用于外墻，難于深加工，長(zhǎng)期處于紫外線照射下易起泡、發(fā)黃甚至失透;與復(fù)合防火玻璃相比，單片防火玻璃具有耐候性好、強(qiáng)度（詞條“強(qiáng)度”由行業(yè)大百科提供）高、易于深加工及安裝便捷等優(yōu)點(diǎn)，但不隔熱。單片防火玻璃和復(fù)合防火玻璃因性能上的差異在建筑應(yīng)用上屬互補(bǔ)關(guān)系。

　　單片特種防火玻璃包括硼硅酸鹽玻璃（詞條“硼硅酸鹽玻璃”由行業(yè)大百科提供）、鋁硅酸鹽防火玻璃、微晶防火玻璃及軟化溫度高于800℃以上的鈉鈣料浮法玻璃等。其共同特點(diǎn)是：具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，較高的軟化點(diǎn)和較低的熱膨脹系數(shù)。但技術(shù)門檻及成本非常高、市場(chǎng)較難接受。

　　目前我國單片防火玻璃技術(shù)基本采用平板玻璃物理或化學(xué)增強(qiáng)技術(shù)來提高玻璃的強(qiáng)度，使玻璃能夠承受急熱(或急冷)時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力，從而具有防火的功能。高強(qiáng)度單片防火玻璃的耐火機(jī)理是通過提高鈉鈣硅玻璃強(qiáng)度，來抗衡熱應(yīng)力進(jìn)而避免玻璃表面微裂紋（詞條“裂紋”由行業(yè)大百科提供）擴(kuò)展造成的破裂。火災(zāi)時(shí)玻璃受熱膨脹，玻璃整體發(fā)生彎曲變形，玻璃受火面的微裂紋受到熱應(yīng)力作用，逐漸擴(kuò)展造成玻璃破裂;單片防火玻璃強(qiáng)度極高，比普通鋼化玻璃（詞條“鋼化玻璃”由行業(yè)大百科提供）有更大的預(yù)應(yīng)力，改善了玻璃的抗熱應(yīng)力性能，當(dāng)玻璃受熱膨脹，其表面的高預(yù)應(yīng)力就會(huì)抵消產(chǎn)生的熱應(yīng)力，使微裂紋不再擴(kuò)展致玻璃破裂，從而保證在火焰沖擊下或高溫下的耐火性能。當(dāng)玻璃整體受到的熱量大于背火面散失的熱量時(shí)，玻璃整體溫度逐漸升高，沿高度方向，從受火面開始逐漸進(jìn)入軟化區(qū)，直到玻璃背火面的粘度不足以支撐玻璃本身的重量時(shí)，玻璃整體(或局部)坍塌而失去完整性。

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