哈尔滨市产品质量监督检验院
摘要：为了使高层建筑的火灾防范性能加强，需要对防火设施如防火窗等进行检测，研究耐火性较强的防火建筑设施，这样才能保证建筑的安全性。根据规定中的标准，实验对防火窗等进行了不同程度的检测并制定相应方案，对防火窗等的制作采取更加符合耐火要求的材料，从而加强设施的耐火性能。文章对铝合金节能防火窗等进行设计制作实验，以作为参考。
关键词：铝合金；防火窗；防火玻璃
1 防火的重要性
随着我国的经济发展，城镇建设的范围逐渐扩大，建筑的数量也开始增多，人们的生活水平有所提高，使用的电器以及其他物品等一部分都具有火灾危险性，这使火灾发生的可能性变大，由于易燃物等发生火灾可能会造成严重损失，这使人们的生活有着很大程度的不安全性，人员伤亡和财产损失的事故有所增加，这种现象发生在超过100m的高层建筑难以进行救援，有着很大的难度，如果建筑中使用的是被动型的防火材料，可以较好的保护人们的安全以及建筑等。在相关的建筑设计防火规范完善实施之后，国家工程建设消防管理体系对建筑的外墙及外窗等防火材料进行了统一规定，这也是防火措施中的重要的内容，对防火窗等设施的使用能够很好地避免火灾发生造成的严重后果，所以具有很大的研究价值。
2 防火窗规定
2. 1 高层建筑防火窗要求
根据《建规》中 5. 1. 1 的规定，高层民用建筑分类可见《建规》表 5. 1. 1 的相关要求进行定义。高层建筑设置防火窗的具体要求如下：（1）建筑高度超过 100 m 的公共、住宅建筑，应设避难层（间）。应设置直接对外的可开启窗口或独立的机械防烟设施，外窗应采用乙级防火窗（1. 00 h），具体见图 1。（2）建筑高度大于 54 m 的住宅建筑。每户应有一间房间符合下列规定：①应靠外墙设置，并应设置可开启外窗；②内、外墙体的耐火极限不应低于 1. 00 h，该房间门应采用乙级防火门，并且具有防烟性能，其耐火完整性不低于 1. 00 h，外窗的耐火完整性不宜低于 1. 00 h。
2.2 防火窗的防火规定要求
除《建规》第 6. 7. 3 条规定的情况外，当建筑的外墙外保温系统按规定采用燃烧性能为 B1，B2 级的保温材料时，对防火窗的防火构造要求如下：（1）除采用 B1 级保温材料且建筑高度不大于24 m的公共建筑或采用 B1 级保温材料且建筑高度不大于 27 m 的住宅建筑外，建筑外墙上门、窗的耐火完整性不应低于 0. 50 h。（2）应在保温系统中每层设置水平防火隔离带。防火隔离带应采用燃烧性能为 A 级的材料，防火隔离带的高度不应小于 300 mm。
规定对防火窗等的要求是改革的重要内容，不管是技术还是造价等，都是产品产业化的关键举措，由于国内大部分的防火窗在室内中庭或者天井使用，防火窗选用的大部分是钢材料或者木材料制作的设施，这导致其气密性和水密性较差，使用寿命也不长，对外窗不适宜，同时外窗所用的铝合金和铝塑窗材料设施的气密性和水密性较好，但是材料的熔点比较低，所以无法有效防火。这些问题需要通过改变铝合金窗的防火时间来解决，相关的研究也比较少，所以铝合金防火的技术仍然在发展中。
3 防火窗、耐火窗的试验检测判定方法
3. 1 防火窗的检测标准
（1）自闭性。①开始试验前，活动扇叶处于开启状态；②开始进行耐火试验的同时，采用秒表计时，观察并记录窗扇自动关闭时间；③若窗扇在耐火试验开始 60 s（含 60 s）内可靠的自动关闭，则继续进行耐火试验，否则耐火试验可以停止。
（2）隔热性。①背火面平均温升不超过 140℃；②背火面最高温升不超过 180℃。该要求适用于 A 类复合防火玻璃系统（含框架）。最高温升可以是背火面上的任意一点，因为在试验时，可用移动测温仪测量。
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（3）完整性。①棉垫被点燃或背火面窜火达 10 s以上；②当试件背火面出现贯通至试验炉内的裂缝，直径 6 mm 的探棒可以穿过裂缝进入炉内且探棒可以沿裂缝长度方向移动不小于 150 mm，或直径 25 mm 的探棒可以穿过裂缝进入炉内；该条件适合所有类型的防火玻璃系统。
3. 2 耐火窗的检测标准
要求完整性。①棉垫被点燃或背火面窜火达 10 s以上；②当试件背火面出现贯通至试验炉内的裂缝，直径 6 mm 的探棒可以穿过裂缝进入炉内，且探棒可以沿裂缝长度方向移动不小于 150 mm，或直径 25 mm的探棒可以穿过裂缝进入炉内，该条件适合所有类型的防火玻璃系统。需要重点说明：①防火窗：有隔热型（A 类）和非隔热型（C 类），开启式需自闭系统 0. 5 ～ 3 h 耐火时间；②耐火窗：只有非隔热型（C 类），开启式不需自闭系统，只有 0. 5 h 耐火时间。
4 铝合金节能防火窗设计防火检测
防火窗系统包括窗框、玻璃、五金件以及密封条、自闭系统所组成，窗框由铝合金、塑钢、玻璃钢和铝木复合等材料所组成，玻璃是单片防火和复合防火，密封条是不燃材料。
4.1 窗框选择
防护窗多选用的是钢质或者阻燃木质材料，实验中选取的是断桥铝合金和铝木复合窗框，由于铝合金的熔点在550-650℃范围内，在温度曲线中呈现出的5min的时候炉内温度在达到556，即开始软化，需要超过30分钟和60分钟的防火检测，所以需要进行改善。本方案是在断桥铝合金框中填充吸热支撑材料，其中含有阻燃剂、凝胶剂、交联剂、扩散剂等。这种材料遇火时会迅速膨胀硬结，形成坚硬的防火胶板并同时吸收大量的火焰热量，从而阻止高温向背火面传导，延长背火面铝框的支撑时间。
4.2 玻璃试验
非隔热性的防火玻璃有很多种选择方案，国内使用的高强度单片防火玻璃在制作中应力不均衡，安装中会发生一定的破损，防火性能较差，易爆炸，其他的门窗公司对此进行检测结果均失败，设计的试验如下：
（1）选择防火玻璃。其类型有：①9 mm 海绵硅防火玻璃；②6 mm 硼硅单片防火玻璃。由于我国目前还不能自主生产硼硅玻璃，要依靠进口，价格昂贵，这里重点推荐 9 mm 单层海绵硅防火玻璃（3 mm +1. 2 防火胶 +5 mm）。（2）本试验做了硼硅中空（6 硼硅 + 12A + 6 白）和海绵硅中空（9 mm 海绵硅 +9A +5 白）防火玻璃的对比试验。海绵硅防火玻璃具有防辐射热功能，其背火面温度在 60 min 时仅有 310℃，很好的保证了背火面窗框的支撑强度。
4. 3 密封条
针对一般铝窗多选用三元乙丙橡胶密封条，遇火时此密封条极易燃烧，本试验开发定制了硅橡胶阻燃密封条。耐候性好，平时可做气密水密封，火灾时，不易燃烧，遇火膨胀，将窗框与玻璃间的缝隙封堵不窜火，保证其耐火完整性。
4. 4 自闭系统
本实验选择在防火窗上加装遇火自动熔断关闭装置，并做了一种特殊的安装处理，保证在遇火 1 min 内熔断关闭并无缝隙。
5 结语
通过实验的研究证明，铝合金节能防火窗等使用吸热支撑材料、海绵硅防火节能玻璃以及防火性密封条等进行制作能够起到较好的防火效果，并且能够超过30分钟耐火，如果加装自闭系统还可以超过60分钟的耐火，这说明这种铝合金节能防火窗可以被应用在建筑中，尤其是高层建筑，具有较好的耐火性能，在火灾发生的时候能够维持一定时间，能够减少损失，提高安全性，在未来具有更大的发展空间。
参考文献：
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[2]刘永军，樊黎明，王雪. 防火玻璃窗耐火性能数值模拟[J]. 沈阳建筑大学学报：自然科学版，2016（6）：1054-1061.
[3]李孟合. 一种新型铝合金防火窗：，CN 206091794 U[P]. 2017.
论文作者:夏野
论文发表刊物:《防护工程》2018年第7期
论文发表时间:2018/9/4
标签：耐火论文; 玻璃论文; 铝合金论文; 建筑论文; 材料论文; 裂缝论文; 窗框论文; 《防护工程》2018年第7期论文;