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          耐火窗在工程應用過程中的思考


          2015年5月1日,《建筑設計防火規范》(GB50016-2014)正式實施距今已經有兩年半的時間,我們重新思考一下建筑外窗耐火完整性的問題,依然是目前房地產設計管理階段令人頭疼的事情。

          2018年1月12日,我應邀參加了《2018綠色裝配式與建筑節能新技術產品應用論壇》,并在大會上發表了《“耐火窗”在工程中的應用》,本次整理后以文字形式在我公眾號上發表,以希望大家共同討論促進耐火窗的規?;l展。




          談耐火窗,我們依然要談一下《建筑設計防火規范》(GB50016-2014)的實施背景。


          1

          耐火窗的由來

          我國經濟建設快速發展及近年來我國重特大火災暴露出來的凸出問題,導致舊的規范已經不適合發展需要。


          新的《建筑設計防火規范》吸取了近年來的火災教訓,借鑒了發達國家的標準和科研成果,從前期的調研到后期規范的實施,經歷了8年的時間,可謂“十年磨一劍”。



          新建規的實施,對甲方而言,影響比較大的兩點為:避難間或避難室的外窗耐火完整性要求(參本人文章住宅“避難間”,理想與現實的兩難窘境)和當建筑高度>27米,且使用B1外保溫時,外窗需要滿足耐火完整性。

          新建規后,業內把滿足普通外窗五性要求和防火窗耐火完整性要求的窗稱為“耐火窗”。



          2

          普通窗如何實現耐火完整性

          新建規施行后,原來的普通外窗廠家(鋁合金和塑鋼為主 )開始轉型升級到“耐火窗”的研發當中,形成了目前的鋁合金耐火窗和塑鋼耐火窗廠家,當然還有一些聚酯合金廠家,由于材料價格比較貴以及材料的加工具有污染,這種材料相對較少一些。

          目前大部分的普通窗廠家進過這種型材的加強、防火玻璃的使用、阻燃膠條、防火五金件及構造措施,來實現普通窗到耐火窗的轉變。


           型材處理

          塑鋼型材或鋁合金型材需要設置加強鋼或者鋁襯連接,形成封閉框架?!督ㄖ粔?、門窗通用技術條件》中對型材的處理有具體要求,目前耐火窗產品基本上參考執行5.1條的要求。



          我們來看一下目前其他材質非隔熱防火窗(耐火窗)型檢報告的相關內容,符合規范的相關要求,這也是目前耐火窗的型材處理方式:


           膠條

          耐火窗的膠條分兩種,一種為增強型材耐火隔熱和完整性的材料,如

          防火膨脹條或吸熱型防火灌注料或吸熱阻燃棒。這三種材料遇火膨脹10倍以上,提高型材的強度。

          防火膨脹膠條

          吸熱型防火灌注料

          吸熱阻燃棒


          另一種膠條為密封膠條,和普通窗的膠條一致,只是耐火窗需要在普通三元乙丙橡膠中添加適量的阻燃劑,使其成為難燃、燃燒后不脫落并能持續阻擋煙氣和火焰蔓延的特種密封條。

          (圖片來源于網絡)


           防火玻璃


          防火玻璃按結構分為單片防火玻璃和復合防火玻璃


          單片防火玻璃

          復合防火玻璃


          單片防火玻璃的優勢:

          優越的耐火性能
          單片防火玻璃在高達1000℃的火焰沖擊下能保持90分鐘以上不炸裂,從而為人們逃生和救災工作爭取了寶貴的時間。
          高強度
          單片防火玻璃不僅具有卓越的防火性能,同時還具有突出強度很高的硬度。在同樣玻璃厚度下,高強度單片銫鉀防火玻璃的強度是浮法玻璃的6-12倍;是鋼化玻璃的2-3倍。
          安全性
          單片防火玻璃破碎后碎片為鈍角狀態,并且碎片比鋼化玻璃碎片更小,因此即使受到破壞也不會對人體造成傷害。
          高耐候性
          單片防火玻璃與傳統的灌漿或復合夾層防火玻璃相比,除了強度高之外,最大的特點是高耐候性,它在紫外線的長時間照射下,無發生任何影響外觀和使用性能的變化,能長期保持通透與明亮。

          復合防火玻璃

          灌注型防火玻璃防火層分有機漿體(主要為聚甲基丙烯酸甲脂和異丁酸甲酯聚合物)和無機漿體(主要為硅酸鈉也稱水玻璃或磷酸鹽復合漿)。當火災發生時,向火面玻璃遇高溫后很快炸裂,中間透明膠凍狀的無機防火膠層會迅速硬結,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,也阻止高溫向背火面傳導,灌注型防火玻璃由于耐侯性差不適用于室外。


          (圖片來源于網絡)



           防火五金或耐火五金


          目前防火五金參規范:防火五金標準:防火門標準GB12955-2008中5.3.3和防火窗標準GB16809-2008中3.5的相關規定要求。

          目前耐火窗使用的五金件是按照防火窗要求設計,耐火五金是跟著新建規出臺后的產物,市場上不存在這種產品。



          3

          耐火窗應用中的一些思考

           耐火窗難過成本關


          根據目前的資料數據,要達到山東省75節能的要求,耐火窗耐火完整性0.5小時,需要900~1200元/m2左右,耐火窗耐火完整性1小時,需1200~1500元/m2左右,相比于A級薄抹灰系統或者自保溫體系,成本依然相對較高,這很大程度上影響了開發商的使用積極性。



          以濟南某項目為例,地上29層地下2層,地上建筑面積27912.84m2,體型系數0.3,窗墻比:南向0.33,北向0.23,東西向0.06。


          成本總結:方案A,鋁合金耐火窗+B1級外保溫的成本比A級巖棉+普通窗成本增加14%;方案B,塑鋼耐火窗+B1級外保溫的成本比A級巖棉+普通窗成本增加14%;

           耐火窗難過標準關

          耐火窗的標準制定進程緩慢,點擊放大





           耐火窗的節能如何認定

          我們知道,節能窗尚可以參考省標標準選用,參下圖


          普通窗尚可依引用省標圖集中外窗熱工性能參考表,但是耐火窗由于型材的改變、玻璃的改變及膠條的改變,且每個廠家都有自己不同的產品系列,可謂琳瑯滿目,耐火窗的K值無法統一標準,對隔熱性就無法判斷,這也是目前影響建筑節能的一個問題。

           耐火窗的是否自動關閉(點擊放大)


          (上圖由青島萬和裝飾門窗工程有限公司提供)

          由會議紀要可得知,耐火窗是否自動關閉由當地相關部門要求定,顯然相當于沒說。但是江蘇省《住宅設計標準》(DGJ/J26-2017)中8.9.3條條文解釋,對避難間的耐火窗明確要求:外窗必須自動熔斷。



          從江蘇省住宅設計標準中不難看出,耐火窗是需要自動關閉的功能:從標準中可以看出所謂“耐火窗”,就是能夠全面滿足建筑外窗性能要求、具有熱敏感元件自動控制關閉窗扇功能的非隔熱防火窗。

          所以每個省的要求還不一樣,執行的規定具有區域性。

           耐火窗型檢報告的效力?

          目前耐火窗的試驗都是采用1.5米*1.5米規格,我們知道大部分的都要大于這個此處,如果保證大于1.5米*1.5米的耐火窗依然滿足耐火完整性要求,依然要打一個問號。


          當然避難間依然存在很多問題,可以參考本人文章:《新建規》執行兩年多,耐火窗,終有新定義~,住宅“避難間”,理想與現實的兩難窘境



          4,總結耐火窗目前依然存在很多的問題,但是隨著技術的進步、工程應用的成熟,耐火窗市場肯定也會越來越規范,同時在保證人民安全中發揮著越來越重要的作用。

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