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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(wèn)題和經(jīng)驗(yàn)，并提出應(yīng)用時(shí)應(yīng)重視的問(wèn)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(lái)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(guó)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(lái)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(mén)、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(kāi)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(jiàn)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(mén)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(mén)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(mén)窗耐火完整性的應(yīng)用要求
表3 建筑外墻上、下層開(kāi)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(mén)窗制品中，只有《防火門(mén)》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(lèi)建筑外窗產(chǎn)品基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)中均沒(méi)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(mén)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(mén)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(mǎn)足防火窗標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的其他必要性能，就更不能簡(jiǎn)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(chēng)之為“耐火窗”。這也必將要求我們對(duì)相應(yīng)的門(mén)窗產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)抓緊進(jìn)行修訂完善。
通過(guò)火災(zāi)案例來(lái)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(méi)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(yáng)皇朝萬(wàn)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(wú)人員傷亡。
圖2 沈陽(yáng)皇朝萬(wàn)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(lái)火災(zāi)案例并不少見(jiàn)，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(guò)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(mén)廣泛調(diào)研并結(jié)合我國(guó)國(guó)情，提出了在特定條件下要求建筑外門(mén)窗具備耐火完整性的必要性，對(duì)于方便開(kāi)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(mén)窗耐火完整性是指在標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗(yàn)條件下，建筑門(mén)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(mén)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(guò)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(guò)縫隙進(jìn)入試驗(yàn)爐且探棒可以沿縫隙長(zhǎng)度方向移動(dòng)不小于150mm，或直徑25mm的探棒可以穿過(guò)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(guò)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(jiàn)圖4)進(jìn)行的，試驗(yàn)過(guò)程爐內(nèi)平均溫度見(jiàn)圖5，溫度與時(shí)間關(guān)系曲線為T(mén)=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(jiàn)表4。
表4 關(guān)鍵時(shí)點(diǎn)的爐內(nèi)平均溫度
通過(guò)上面的圖表，要使門(mén)窗具備耐火完整性，我們必須充分認(rèn)識(shí)門(mén)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(wú)法全部采用不燃材料，我們就必須通過(guò)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(jiàn)的火源溫度見(jiàn)表5。
表5 常見(jiàn)火源溫度
3.外窗用材料性能
按照《建筑幕墻、門(mén)窗通用技術(shù)條件》的要求，對(duì)有耐火完整性要求的外門(mén)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(mén)窗、鋁（詞條“鋁”由行業(yè)大百科提供）塑復(fù)合外門(mén)窗、鋼塑共擠外門(mén)窗、鋁塑共擠外門(mén)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(lèi)型見(jiàn)表6。
表6 常見(jiàn)建筑外窗類(lèi)型
根據(jù)上表類(lèi)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(lèi)(表7)，有機(jī)材料難以獲得不燃材料，但可以通過(guò)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(kāi)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(jiàn)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(lái)看，門(mén)窗鋁料的破壞多為在高溫下嚴(yán)重變形而無(wú)法使用，完全燒熔的現(xiàn)象相對(duì)少見(jiàn)。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(wú)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(guò)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(guò)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(lèi)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(mén)窗的木材元素組成見(jiàn)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(kāi)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(kāi)始變色并碳化，分解產(chǎn)物主要為一氧化碳、氫氣和烴類(lèi)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(guó)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(mén)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(lèi)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(chēng)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(chēng)為耐熱性，也稱(chēng)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(guò)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(guò)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(lèi))和非隔熱型(C類(lèi))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(jiàn)單片防火玻璃包括低膨脹率防火玻璃(見(jiàn)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(guò)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(guò)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(guò)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?chē)柩跛拿骟w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(lái)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(guò)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(wú)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(wú)機(jī)漿體(主要為硅酸鈉也稱(chēng)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(wú)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(lái)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(guó)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(wèn)世以來(lái)，技術(shù)研發(fā)就沒(méi)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(chēng)為“防火”，限制火災(zāi)造成影響的措施也可稱(chēng)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(lái)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(zhǎng)支撐構(gòu)件的支撐力。
5.5各類(lèi)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(méi)有密封性能要求時(shí)優(yōu)先使用無(wú)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(zhǎng)一個(gè)等級(jí)。
5.7開(kāi)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(mǎn)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(guò)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(guò)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(jiàn)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(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)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(guò)程見(jiàn)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(guò)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(wèn)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(guò)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(guò)程中因門(mén)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(guò)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(guó)棟 楊加喜 計(jì)國(guó)慶
(作者單位：北京西飛世紀(jì)門(mén)窗幕墻工程有限責(zé)任公司)
