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　　本文依據(jù)GB50016-2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范（詞條“建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范”由行業(yè)大百科提供）》提出的建筑外窗（詞條“窗”由行業(yè)大百科提供）0.5h和1h耐火完整性的要求，從材料分析選用、構(gòu)造以及相關(guān)燃燒原理及實(shí)驗(yàn)判定等多方位多途徑地闡述了在應(yīng)用方面的有關(guān)問題和經(jīng)驗(yàn)，并提出應(yīng)用時(shí)應(yīng)重視的問題。

　　1.相關(guān)背景和意義

　　為適應(yīng)成片的居住建筑、物流產(chǎn)業(yè)園、商業(yè)綜合體、綜合醫(yī)院等建筑物廣泛使用外墻保溫材料，以及吸取近來火災(zāi)發(fā)生的深刻教訓(xùn)，原有的建筑設(shè)計(jì)防火（詞條“防火”由行業(yè)大百科提供）規(guī)范已經(jīng)不能適用市場(chǎng)需要和國家對(duì)外保溫材料（詞條“保溫材料”由行業(yè)大百科提供）使用越來越嚴(yán)格的政策要求。最新修訂的《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2014是在《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2006和《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-95(2005版)的基礎(chǔ)上，經(jīng)整合修訂而成。該規(guī)范由公安部天津和四川兩家消防研究所主編，于2015年5月1日正式實(shí)施。條文中明確了外窗耐火完整性要求主要涉及四個(gè)方面：首先是建筑在一定高度下，當(dāng)采用非A級(jí)(不燃)保溫（詞條“保溫”由行業(yè)大百科提供）材料時(shí)要求建筑外墻上的門、窗的耐火完整性不應(yīng)低于0.5h(表1、表2);第二是當(dāng)建筑外墻上下層開口達(dá)不到防火墻高度要求時(shí)，設(shè)置了防火玻璃墻或設(shè)置外窗耐火完整性時(shí)限的要求(見表3);第三是建筑高度大于54m的住宅建筑避難間的外窗耐火完整性不宜低于1h;第四是步行街兩側(cè)的門窗有1h耐火完整性及其他相應(yīng)措施的要求。

表1 住宅建筑高度與外墻外保溫材料及外門窗耐火完整性的應(yīng)用要求

表2 除住宅建筑外的其他建筑高度與外墻外保溫（詞條“外保溫”由行業(yè)大百科提供）材料及外門窗耐火完整性的應(yīng)用要求

表3 建筑外墻上、下層開口間距設(shè)置與外窗耐火完整性要求

　　在建筑外窗上，耐火完整性屬首次提出。在門窗制品中，只有《防火門》GB 12955和《防火窗》GB 16890兩個(gè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中明確其產(chǎn)品應(yīng)符合耐火完整性的要求，相應(yīng)的各類建筑外窗產(chǎn)品基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)中均沒有這一性能的要求，直至2015年12月1日實(shí)施的《建筑幕墻、門窗通用技術(shù)條件》GB/T31433-2015正式將耐火完整性等性能納入建筑門窗幕墻的通用性能中，作為技術(shù)條件標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施。建筑外窗和防火窗兩者的耐火完整性雖然都是按照《鑲玻璃構(gòu)件耐火試驗(yàn)方法》GB/T 12513進(jìn)行測(cè)試，但普通的外窗并不能滿足防火窗標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的其他必要性能，就更不能簡單理解為“非隔熱型防火窗”，即具有耐火完整性的建筑外窗并不符合《防火窗》GB 16890的標(biāo)準(zhǔn)，目前我們習(xí)慣上稱之為“耐火窗”。這也必將要求我們對(duì)相應(yīng)的門窗產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)抓緊進(jìn)行修訂完善。

　　通過火災(zāi)案例來看外窗具備耐火完整性的意義。

　　2010年11月15日14時(shí)，上海靜安區(qū)膠州路一棟高層公寓因施工不當(dāng)起火，整棟樓都被大火包圍著，樓內(nèi)不少居民沒能及時(shí)撤離，共計(jì)造成58人死亡，70余人受傷送醫(yī)。

圖1 上海靜安區(qū)膠州路居民樓火災(zāi)

　　2011年2月3日(正月初一)0點(diǎn)13分，沈陽皇朝萬鑫酒店由于燃放禮花引起火災(zāi)，至6點(diǎn)28分，樓頂火勢(shì)依然難以控制，大樓完全在煙霧籠罩之下，幸好無人員傷亡。

圖2 沈陽皇朝萬鑫酒店火災(zāi)及災(zāi)后情況

　　2014年4月21日上午11時(shí)，大連星海廣場(chǎng)附近的一座高層公寓外墻保溫材料起火，現(xiàn)場(chǎng)濃煙滾滾，樓體南側(cè)3層至34層外墻基本燒毀。

圖3 大連星海廣場(chǎng)公寓火災(zāi)

　　近年來火災(zāi)案例并不少見，尤其使用外墻外保溫的建筑。使用燃燒性能低于A級(jí)保溫材料(實(shí)際工程中多為B1、B2級(jí))出現(xiàn)火情時(shí)，均會(huì)大面積過火，造成嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。公安部組織相應(yīng)部門廣泛調(diào)研并結(jié)合我國國情，提出了在特定條件下要求建筑外門窗具備耐火完整性的必要性，對(duì)于方便開展消防救援減少人員傷亡和降低財(cái)產(chǎn)損失有著重要而深遠(yuǎn)的意義。

　　2.基本條件和判定方法

　　門窗耐火完整性是指在標(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。0.5h和1h是門窗在試驗(yàn)期間能夠保持該能力的時(shí)間，依據(jù)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)，判定其喪失能力為以下任一情況。

　　2.1背火面出現(xiàn)火焰持續(xù)時(shí)間超過10秒。

　　2.2試件出現(xiàn)貫通至試驗(yàn)爐內(nèi)的縫隙，直徑6mm探棒可以穿過縫隙進(jìn)入試驗(yàn)爐且探棒可以沿縫隙長度方向移動(dòng)不小于150mm，或直徑25mm的探棒可以穿過縫隙進(jìn)入試驗(yàn)爐內(nèi)(試件有一定隔熱性能且背火面裂縫溫度不超過300℃先采用棉墊測(cè)定)。

圖4 建筑構(gòu)件耐火試驗(yàn)垂直爐及測(cè)試照

圖5 標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間-溫度曲線圖

　　我們的試件試驗(yàn)是采用垂直爐(見圖4)進(jìn)行的，試驗(yàn)過程爐內(nèi)平均溫度見圖5，溫度與時(shí)間關(guān)系曲線為T=345lg(8t+1)+20，15分鐘內(nèi)溫度與時(shí)間幾乎呈線形關(guān)系，至25分鐘內(nèi)溫度上升速度非常明顯。各關(guān)鍵時(shí)點(diǎn)的爐內(nèi)平均溫度見表4。

表4 關(guān)鍵時(shí)點(diǎn)的爐內(nèi)平均溫度

　　通過上面的圖表，要使門窗具備耐火完整性，我們必須充分認(rèn)識(shí)門窗制作材料與燃燒及有關(guān)防火的知識(shí)。目前制造建筑外窗的材料無法全部采用不燃材料，我們就必須通過一定的方法和途徑防止燃燒和控制燃燒。

　　燃燒其實(shí)是一種自由基的鏈鎖反應(yīng)，材料燃燒的條件是可燃物(有一定相對(duì)性)與氧化劑作用并達(dá)到一定數(shù)量比例，且不受化學(xué)抑制，有足夠能量和溫度的引燃源與之作用，也就是燃燒并不一定有明火，可以是熾熱體、火星、光輻射熱、化學(xué)反應(yīng)熱和生物熱等。著火源溫度越高，越容易造成可燃物的燃燒，常見的火源溫度見表5。

表5 常見火源溫度

　　3.外窗用材料性能

　　按照《建筑幕墻、門窗通用技術(shù)條件》的要求，對(duì)有耐火完整性要求的外門窗，所用玻璃最少有一層應(yīng)符合GB 15763.1的規(guī)定。塑料外門窗、鋁（詞條“鋁”由行業(yè)大百科提供）塑復(fù)合外門窗、鋼塑共擠外門窗、鋁塑共擠外門窗型材所用加強(qiáng)鋼或鋁襯應(yīng)連接成封閉的框架，并在玻璃鑲嵌槽口內(nèi)采取受火后能防止玻璃脫落的措施。市場(chǎng)上的建筑外窗類型見表6。

表6 常見建筑外窗類型

　　根據(jù)上表類型，建筑外窗其基本構(gòu)成為框材、玻璃及鑲嵌密封材料，按占整窗面積或體積比重約在24%、70%和6%。玻璃是不燃材料，密封材料多為有機(jī)材料，框材除鋼、鋁之外多為高分子聚合物，按照GB8624進(jìn)行分類(表7)，有機(jī)材料難以獲得不燃材料，但可以通過配方調(diào)整提高其阻燃性。

表7 建筑材料及制品燃燒性能等級(jí)

　　以建筑為例，廣泛使用的低碳鋼的力學(xué)性能（詞條“力學(xué)性能”由行業(yè)大百科提供）都會(huì)隨著溫度的持續(xù)升高而降低，當(dāng)鋼材溫度在350℃以下時(shí)，由于藍(lán)脆現(xiàn)象，其拉伸強(qiáng)度會(huì)比常溫時(shí)略有提高，然后開始下降，至500℃時(shí)強(qiáng)度降低約50%，600℃時(shí)降低70%，一般認(rèn)為540℃是建筑鋼材的強(qiáng)度損失的臨界溫度，見圖6。但是鋼材在溫度升高時(shí)，其導(dǎo)熱率是在下降的，至750℃時(shí)，基本恒定而不再發(fā)生變化。鋼材屬于建筑不燃材料，熔點(diǎn)為1535℃。

圖6 低碳鋼力學(xué)性能隨溫度變化降低曲線

　　鋁是熱的良導(dǎo)體，導(dǎo)熱系數(shù)為237W/m·k，鋁合金為160W/m·k，屬于窗構(gòu)成中導(dǎo)熱系數(shù)最高的，且鋁的導(dǎo)熱率隨溫度的升高而上升。純鋁（詞條“純鋁”由行業(yè)大百科提供）的熔點(diǎn)約是660℃，工業(yè)鋁合金的熔點(diǎn)約620~650℃，在火災(zāi)中火場(chǎng)溫度通常遠(yuǎn)高于鋁的熔點(diǎn)。從已有火災(zāi)案例來看，門窗鋁料的破壞多為在高溫下嚴(yán)重變形而無法使用，完全燒熔的現(xiàn)象相對(duì)少見。鋁料一般在300℃左右即失去承載能力，并發(fā)生不可接受的變形而無法使用。

　　PVC-U、玻璃纖維增強(qiáng)材料及聚氨脂PU材料其自身材料通過工藝改進(jìn)均可以實(shí)現(xiàn)阻燃級(jí)別，另外這些材料在溫度不斷上升過程中，表面燃燒后形成了一定的碳化層，起到一定的隔熱效果。

表8 塑料燃燒性能判定

　　塑料材料燃燒性能主要依據(jù)表8進(jìn)行判定，這些材料在燃燒后的火焰溫度和燃燒熱必須引起足夠的重視。密封膠依據(jù)GB/T2408采用垂直法進(jìn)行試驗(yàn)評(píng)價(jià)，膠條依據(jù)GB/T 10707《橡膠（詞條“橡膠”由行業(yè)大百科提供）燃燒性能的測(cè)定》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，按試驗(yàn)效果從高到低分為FV-0、FV-1、FV-2三級(jí)，膠條也可以按氧指數(shù)法評(píng)價(jià)。耐火時(shí)限按GB 23864的要求為1h、2h、3h。

表9 常用木材的元素組成

　　木材因種類和產(chǎn)地不同，其組成有很大差別，但都是由碳、氫和氧為主要組成元素，用于門窗的木材元素組成見表9。木材主要成份是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，在不同溫度下分解揮發(fā)，一般在130℃木材中的纖維素開始分解，產(chǎn)生水蒸氣和二氧化（詞條“氧化”由行業(yè)大百科提供）碳，至220～250℃時(shí)，開始變色并碳化，分解產(chǎn)物主要為一氧化碳、氫氣和烴類物質(zhì)。木材雖可燃，但由于其低導(dǎo)熱，在燃燒時(shí)表面形成的碳化層導(dǎo)熱率比木材更低，大斷面木結(jié)構(gòu)往往比鋼結(jié)構(gòu)更耐燃燒，目前國內(nèi)外采用木窗框制作防火窗的工藝十分成熟，故實(shí)現(xiàn)實(shí)木窗和鋁木復(fù)合窗的耐火完整性容易一些。

表10 部分高分子材料分解溫度及窗使用部位

表11 部分高分子材料閃點(diǎn)和自燃點(diǎn)

表12 部分高分子材料燃燒熱與木材和煤對(duì)比

表14 單片低膨脹玻璃特性

　　門窗用的高分子材料的燃燒性能如表10、表11、表12和表13。高分子材料分解后多有可燃性氣體(如甲烷、乙烷、乙烯、甲醛、丙酮等)，伴有煙霧，甚至部分材料煙塵較大并產(chǎn)生相對(duì)分子質(zhì)量較高的有機(jī)化合物、焦油（詞條“焦油”由行業(yè)大百科提供）等液態(tài)物質(zhì)和煙灰、碳黑等碳化物。燃燒熱和燃燒火焰溫度較高對(duì)整窗耐火完整性得以實(shí)現(xiàn)是不利的，而這些又是外窗不可或缺的組成材料。

　　玻璃是外窗所占比重最多的材料，為熱的不良導(dǎo)體，實(shí)現(xiàn)外窗的耐火完整性主要取決于玻璃熱學(xué)性能。

　　首先是熱膨脹系數(shù)，玻璃組成是影響膨脹系數(shù)的內(nèi)因，溫度是影響膨脹系數(shù)的外因。膨脹系數(shù)越小，其熱穩(wěn)定性越高，其不同類型的玻璃因構(gòu)成元素不同，膨脹系數(shù)也不同。常溫下普通鈉鈣硅酸鹽玻璃的熱傳導(dǎo)（詞條“熱傳導(dǎo)”由行業(yè)大百科提供）系數(shù)是1W/m·k。玻璃在常溫時(shí)，為脆性材料，加熱后漸漸軟化，最后變成液體。玻璃軟到可以流動(dòng)的溫度稱為玻璃的軟化點(diǎn)。成分不同，玻璃的軟化點(diǎn)溫度也不相同，普通玻璃一般在500~700℃。但是玻璃在到達(dá)軟化點(diǎn)以前已經(jīng)失去玻璃常溫時(shí)的強(qiáng)度。其次是耐熱性。玻璃本身是不燃材料，但溫度急劇變化會(huì)引起玻璃的破碎，玻璃表面溫差最大處產(chǎn)生的熱膨脹差造成玻璃內(nèi)部張應(yīng)力大于玻璃強(qiáng)度值所致。而玻璃所能承受這種溫度劇變的能力稱為耐熱性，也稱熱穩(wěn)定性，玻璃受火強(qiáng)度變化如圖7，圖8為鈉鈣硅酸鹽玻璃的熱膨脹曲線。對(duì)玻璃熱穩(wěn)定性影響最大的是熱膨脹系數(shù)，此外還與玻璃厚度、形狀和應(yīng)力分布等密切相關(guān)。熱應(yīng)力也是玻璃主要的熱學(xué)性能。受熱不均或膨脹不同，在受熱或冷卻時(shí)所產(chǎn)生的應(yīng)力為熱應(yīng)力，處理不好就會(huì)在溫度變化下過早的失去玻璃完整性。

圖7 玻璃強(qiáng)度與溫度的關(guān)系

圖8 鈉鈣硅酸鹽玻璃的熱膨脹曲線

　　處理好玻璃的熱學(xué)性能，防止玻璃受火過早的炸裂，提高玻璃的軟化溫度，防火玻璃便應(yīng)運(yùn)而生。

　　4.防火玻璃

　　防火玻璃按結(jié)構(gòu)分為單片防火玻璃和復(fù)合防火玻璃。按耐火性能分為隔熱型(A類)和非隔熱型(C類)防火玻璃。單片防火玻璃都屬于非隔熱型防火玻璃。防火玻璃按耐火極限分5個(gè)等級(jí)：0.5h、1.00h、1.50h、2.00h、3.00h。

　　常見單片防火玻璃包括低膨脹率防火玻璃(見表14)，高強(qiáng)度單片銫鉀防火玻璃，鈉鈣硅系列防火玻璃，微晶防火玻璃(防火性能優(yōu)越，價(jià)格昂貴，不適用于在外窗上推廣)。

表14 單片低膨脹玻璃特性

　　單片高強(qiáng)度銫鉀防火玻璃，是普通浮法玻璃通過特殊化學(xué)處理在高溫狀態(tài)下進(jìn)行二十多小時(shí)離子交換，替換了玻璃表面的金屬鈉，形成化學(xué)鋼化應(yīng)力;同時(shí)通過物理鋼化處理后，玻璃表面形成高強(qiáng)的壓應(yīng)力，大大提高了抗沖擊強(qiáng)度（詞條“抗沖擊強(qiáng)度”由行業(yè)大百科提供），當(dāng)玻璃破碎時(shí)呈現(xiàn)微小顆粒狀態(tài)(圖9)，減少對(duì)人體造成傷害，單片銫鉀防火玻璃的強(qiáng)度是普通玻璃的6-12倍，是鋼化玻璃的1.5-3倍，可實(shí)現(xiàn)1000℃火焰沖擊下保持84min不炸裂而達(dá)到防火的目的，經(jīng)過特殊強(qiáng)化處理后得到的玻璃導(dǎo)熱系數(shù)(1.13W/m·k)比普通玻璃高，熱膨脹率為(8.5-9.5)×10-6/℃，與玻璃原片相同。

圖9 銫鉀防火玻璃破碎細(xì)部照

　　鈉鈣硅系列防火玻璃是在普通浮法玻璃成分的基礎(chǔ)上做一些成分調(diào)整：用CaO代替一部分MgO以增加玻璃的密度和硬度（詞條“硬度”由行業(yè)大百科提供）。添加的Sr2+、Ba3+、Zr4+等離子處于網(wǎng)絡(luò)空間，對(duì)周圍硅氧四面體起積聚作用，增加結(jié)構(gòu)的緊密性，促使膨脹系數(shù)下降，軟化點(diǎn)增高至780℃，熔化溫度至1500℃以上，以此來保證在一定的時(shí)間內(nèi)玻璃具有耐火性，從而達(dá)到防火的目的。

　　單片防火玻璃相對(duì)于復(fù)合防火玻璃其耐候性和透光性好，厚度小強(qiáng)度高等優(yōu)勢(shì)在建筑中廣泛得以使用。復(fù)合防火玻璃是由兩片玻璃(普通玻璃、鋼化玻璃或單片防火玻璃)與中間的防火層構(gòu)成，按其制作工藝分為干法夾層復(fù)合防火玻璃和濕法灌注復(fù)合防火玻璃。復(fù)合防火玻璃在遇火初期具有良好透明性能，后期防火層發(fā)生變化變得不透明，通過中間層厚度和玻璃的層數(shù)可以得到不同時(shí)限隔熱的性能。

　　夾層復(fù)合防火玻璃主要為無機(jī)夾層防火玻璃和夾絲防火玻璃。灌注型防火玻璃防火層分有機(jī)漿體(主要為聚甲基丙烯酸甲脂和異丁酸甲酯聚合物)和無機(jī)漿體(主要為硅酸鈉也稱水玻璃（詞條“水玻璃”由行業(yè)大百科提供）或磷酸鹽復(fù)合漿)。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，向火面玻璃遇高溫后很快炸裂，中間透明膠凍狀的無機(jī)防火膠層會(huì)迅速硬結(jié)，形成一張白色不透明防火隔熱板，并大量吸收火焰燃燒所帶來的高熱量。在阻止火焰蔓延的同時(shí)，也阻止高溫向背火面傳導(dǎo)（詞條“傳導(dǎo)”由行業(yè)大百科提供）。復(fù)合防火玻璃在國內(nèi)生產(chǎn)工藝十分成熟，灌注型防火玻璃由于耐侯性差不適用于室外。

　　由于建筑外窗的節(jié)能性要求，一般采用中空玻璃，為達(dá)到防火要求，制作中空玻璃至少一片玻璃應(yīng)選用上述防火玻璃。單片防火玻璃與復(fù)合防火玻璃主要區(qū)別如表15，應(yīng)根據(jù)工程需要甄選。

表15 單片防火玻璃與復(fù)合防火玻璃主要區(qū)別

　　防火玻璃作為新型材料，從問世以來，技術(shù)研發(fā)就沒有間斷，隨著防火材料在建筑上的大量選用，也必將推動(dòng)產(chǎn)品向性能穩(wěn)定、標(biāo)準(zhǔn)高、多元化的方向發(fā)展。

　　5.外窗耐火完整性實(shí)現(xiàn)途徑

　　防止火災(zāi)的發(fā)生可稱為“防火”，限制火災(zāi)造成影響的措施也可稱為“防火”，包括對(duì)材料添加物質(zhì)或進(jìn)行處理以抑制其燃燒，如聚合物中添加阻燃劑（詞條“阻燃劑”由行業(yè)大百科提供）來實(shí)現(xiàn)難燃產(chǎn)品，在聚丙烯中添加一定比例的聚磷酸銨、三聚氰胺、三(2-羥乙基)異氰脲酸脂可得到(UL94)V0級(jí)，氧指數(shù)為29%的阻燃PP。在顯著減弱或延緩其在燃燒時(shí)火焰的擴(kuò)展也是阻燃。例如防火涂料的防火作用就是阻燃。

　　對(duì)制造產(chǎn)品所需和各種材料有一定了解后，實(shí)現(xiàn)窗一定時(shí)限的耐火完整性，途徑基本清晰。

　　5.1選用不燃材料作支撐構(gòu)件或支撐構(gòu)件增加不燃材料實(shí)現(xiàn)溫度變化下的支撐，并連接成封閉的框架。

　　5.2使用阻燃密封材料，密封膠條包括阻燃EPDM（詞條“EPDM”由行業(yè)大百科提供）、阻燃氯丁橡膠，阻燃硅膠等均可以達(dá)到FV-0級(jí)，并能保持在一定時(shí)限下室內(nèi)密封材料不自燃和脫落。

　　5.3對(duì)玻璃進(jìn)行一定時(shí)間內(nèi)的有效固定，防止脫落，并保持玻璃受熱均勻，以防止玻璃熱炸裂，通常采用鋼質(zhì)或不銹鋼夾具將玻璃固定在支撐框架上。

　　5.4型材空腔進(jìn)行填充(如某品牌S2固化防火膠液)，降低火焰溫度或吸收熱能，延長支撐構(gòu)件的支撐力。

　　5.5各類縫隙進(jìn)行有效的防火封堵（詞條“防火封堵”由行業(yè)大百科提供），在沒有密封性能要求時(shí)優(yōu)先使用無機(jī)材料，如硅酸鋁條，可耐1260℃高溫，復(fù)合材料如石墨膨脹條。使用有機(jī)材料應(yīng)為難燃B1或阻燃V-0級(jí)且燃點(diǎn)較高的材料。

　　5.6玻璃應(yīng)選擇符合GB 15763.1規(guī)定的防火玻璃。采用合適的防火玻璃至關(guān)重要，如果采用中空玻璃且只有一層為防火玻璃，防火玻璃宜放置在背火面。由于外窗其他材料耐火性能薄弱，建議玻璃選用比整窗耐火完整性時(shí)限長一個(gè)等級(jí)。

　　5.7開啟的五金系統(tǒng)安裝在背火側(cè)。

　　以鋁合金斷橋窗為例，隔熱條、密封條/膠及附件的阻燃產(chǎn)品可滿足需要，聚氨脂型材、玻璃鋼及PVC-U實(shí)現(xiàn)阻燃級(jí)別都相對(duì)容易。

　　玻璃在實(shí)際安裝過程中，構(gòu)件受火后嚴(yán)重變形造成玻璃受力不均勻可能提前炸裂，也是大部分實(shí)驗(yàn)失敗原因之一。

　　通過上述材料的有效搭配，成品窗實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的耐火完整性不難實(shí)現(xiàn)，歸納如下(表16)：

表16 常見建筑外窗實(shí)現(xiàn)耐火完整性的措施

　　產(chǎn)品制作完成后需要通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。試驗(yàn)爐內(nèi)溫度雖然按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制，但實(shí)際上爐內(nèi)溫度上部溫度明顯高于下部溫度。實(shí)驗(yàn)過程見圖10～12。

圖10 窗耐火完整性實(shí)驗(yàn)(背火面)

圖11 窗耐火完整性實(shí)驗(yàn)失敗(背火面)

1小時(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)束(玻璃被燒紅) 實(shí)驗(yàn)停止6小時(shí)窗局部

圖12 窗耐火完整性實(shí)驗(yàn)1h成功后情況(背火面)

　　如上圖所示，在試驗(yàn)過程中室內(nèi)側(cè)玻璃密封條往往會(huì)因溫度持續(xù)升高密封條膨脹和軟化而失去固有形狀脫落。

　　以斷橋鋁窗為例，對(duì)于1h耐火實(shí)驗(yàn)，在10分鐘以后就會(huì)有煙氣溢出，如果中空玻璃受火面有非防火的均質(zhì)鋼化玻璃，可能會(huì)出現(xiàn)炸裂而脫落。如果發(fā)生，背火面的密封材料分解會(huì)提前，煙氣會(huì)增加。在20分鐘后煙氣明顯增多，根據(jù)選用玻璃隔熱效果不同，背火面的熱通量值也不同，溫度各異。

　　6.應(yīng)用上待解決和需重視的問題

　　產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)體系當(dāng)前仍然不完善，造成在產(chǎn)品生產(chǎn)、試驗(yàn)和驗(yàn)收過程中存在空缺項(xiàng)，需要區(qū)別對(duì)待，尚需盡快完善產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和驗(yàn)收規(guī)范。

　　整窗產(chǎn)品符合耐火完整性的要求，但實(shí)際如忽略安裝材料(如窗和墻體連接材料和填縫劑)的耐火性能而往往會(huì)造成實(shí)際工程應(yīng)用上存在缺陷。

　　由于窗選用的材料及工藝改造，一些防火材料遇水會(huì)失去防火性能，在使用上應(yīng)能避免在正常使用過程中因門窗滲漏或必要的排水通道上因水份與封堵材料接觸使防火封堵失效;由于在工藝上使用了更多的材料進(jìn)行封堵及支撐件，符合耐火完整性后一般會(huì)對(duì)整窗的其他物理性能有一定影響，主要集中在密封材料的耐侯性和保溫性能。實(shí)踐告訴我們，通過材料替換和工藝改造后的整窗保溫性能一般會(huì)降低0.1~0.2 W/m2·k，要引起足夠的重視。

　　煙氣導(dǎo)致的災(zāi)害不容忽視，火災(zāi)的人員傷亡有很大一部分不是被燒死的，而是被煙熏至死的。建筑外窗和外墻其他材料還不一樣，外窗遇火后其部分有機(jī)材料會(huì)在室內(nèi)釋放煙氣，甚至是有毒氣體，將引發(fā)新的傷亡，希望盡快出臺(tái)相應(yīng)規(guī)范或規(guī)章能按照《材料產(chǎn)煙毒性危險(xiǎn)分級(jí)》GB/T 20285標(biāo)準(zhǔn)對(duì)背火面產(chǎn)煙濃度及毒性安全予以必要規(guī)定和限制，根據(jù)外窗的特性，背火面產(chǎn)煙危險(xiǎn)安全級(jí)不宜低于準(zhǔn)安全級(jí)ZA2級(jí)。

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作者：陳國棟 楊加喜 計(jì)國慶

(作者單位：北京西飛世紀(jì)門窗幕墻工程有限責(zé)任公司)