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钢质防火窗耐火完整性要求全面解析

2020-08-24    来源:    作者:钢质防火窗  阅读:次  【打印此页】

 建筑技术的发展,从未松懈过对消防设计的重视。我国之前各个版本的建筑设计防火规范,都对建筑材料的防火性能、防火分区、以及防火墙的设计布局,做出了具体规定。对于防火墙上需求设置通道的部位,也按具体的功能要求,设计有防火门、防火窗、以及防火卷帘等。但是,近年来由于建筑高度的不断增添,导致高层建筑对防火的要求也越来越高,现有的防火技术一定程度上无法满足要求。高层建筑火灾因火势的卷吸效应,在纵向上发展迅猛,对救援设备和人员的要求很高。同时,因建筑节能需求而广泛选用的外墙外保温系统,也对幕墙式建筑带来极大的火灾安全隐患。一旦外墙外保温材料被点燃,就会在其附存的狭窄空腔内借助抽烟助燃效应,对建筑外围护结构,包括建筑门窗产生毁灭性的破坏,进而影响到建筑物室内的安全。为了解决高层建筑发展和节能要求提高带来的消防安全问题,国家标准GB50016-2014《建筑设计防火规范》对建筑外墙上的建筑门窗,首次提出了耐火完整性要求。

建筑门窗作为建筑物重要的外围护结构,在实现建筑物美观、环保、节能、安全等诸多方面起到非常重要的作用。不妨说,建筑物功能要求不断提升的过程,就是建筑门窗的发展过程。为了满足人们对建筑物舒适度、健康度和安全度指标日益提升的需求,建筑门窗在提高已有的各项性能要求的基础上,也在不断完善和发展新的性能要求。近年来,多起因建筑外门窗不具备防火性能而导致的灾难性火灾事故,引起了国家和社会对建筑门窗耐火性能的重视。建筑外门、外窗作为建筑物内部与外界大气连通的主要通道,其耐火完整性性能的优劣,直接影响着火灾发生后发展和蔓延的规模。

但是,目前我国在建筑外门外窗耐火性能方面的政策性文件不是很完善,相关规范标准也不健全,导致在实际生产和经营活动中,差异部门对建筑门窗耐火完整性要求的理解不尽相同,出现很多的分歧。鉴于此,本文针对目前对建筑门窗耐火完整性要求争论的热点问题,辞别从具备耐火完整性要求的建筑门窗的标准规范解释、与防火门窗的区别、检测技术和工程验收等方面,进行阐述和梳理,旨在解决目前行业内外普遍存在的困惑,为建筑门窗行业的正轨运行与有序发展提高参考。

2、标准规范相关条文分析

建筑门窗耐火完整性要求,首次由2015年5月1日实施的国家标准GB50016-2014《建筑设计防火规范》提出。为了响应规范的要求,随后实施的国家标准GB/T 31433-2015《建筑幕墙、门窗通用技术条件》中,规定了建筑门窗耐火完整性不应低于0.5 h[2],也自此将耐火完整性作为建筑门窗的一项基本性能,纳入到建筑门窗标准体系中。目前正在编制中的国家标准GB/T 8478-20XX《铝合金门窗》,也将耐火完整性作为铝合金门窗的一个基本性能,提出了具体要求。

公安部消防局法规标准处副处长沈纹,对GB50016-2014《建筑设计防火规范》的出台背景、重要意义及主要内容进行了详细解读。他指出,新规范目的之一旨在解决国内超高层建筑发展越来越迅猛,高度越来越高,发生火灾时过度依靠外部救援的问题,着重加强了建筑自身防御火灾技术措施的规定。规范中,对建筑门窗提出了以下具体要求[1]:

2.1规范第5.5.32条中,要求建筑高度大于54m的住宅建筑,在每户设置的避难间,其内门应选用乙级防火门,其外窗的耐火完整性不宜低于1.00h。

此条编制的初衷,是设置一间安全条件更高的房间,并保证其在一定时间内,处于相对安全的环境中,为逃生和救援留出时间。基于这个考虑,设置在房间内墙中的乙级防火门,不妨抵挡室内火的侵入,既不妨满足耐火完整性要求,又具备一定的隔热能力。而室外侧发生火灾时,需求设置在外墙上的外窗具备抵御室外火侵入的能力,考虑到人员不必留在避难间内,故而只提出了耐火完整性要求,而未提出隔热性要求。基于以上分析,该处配置的建筑外窗,设计时应该考虑抵抗室外火的能力。

2.2规范第6.2.5条指出,对于建筑外墙上、下层外窗之间设置防火玻璃墙的,其外窗的耐火完整性在高层建筑和多层建筑中辞别不应低于1.00h和0.50h。

目前,建筑中选用落地窗,或者上、下层之间不设置实体墙而用防火玻璃墙的现象比较普遍。即使设置的防火玻璃墙满足防火要求,假如配套运用的建筑外窗不具备耐火完整性,一旦发生火灾,无论室内侧还是室外侧,都会导致火灾突破外窗而在水平和竖直方向上蔓延。因此,此条规定的目的,是为了防止层间窜火,控制火势的发展和蔓延。该处配置的建筑外窗,耐火完整性设计时,既要考虑室外火的侵入,也要能够阻止室内火的突破。

2.3 规范第6.7.7条要求,当建筑的外墙外保温系统选用燃烧性能为B1、B2级的保温材料时,除了选用B1级保温材料且建筑高度不大于24m的公共建筑或选用B1级保温材料且建筑高度不大于27m的住宅建筑外,建筑外墙上门、窗的耐火完整性不应低于0.50h。

近些年,为了提高建筑物整体节能水平,建筑外墙外保温系统被大量广泛地运用。一旦高层建筑工程中选用的保温材料耐火等级不达标,就会为整个建筑的消防安全留下隐患。高层建筑火灾的主要特点是烟囱效应强,极易向上迅速蔓延,瞬间形成立体火灾,甚至跳跃式发展。同时,在建筑外部风力的作用下,在水平方向上也会瞬间蔓延到其他部位。考虑到建筑物室外侧纵向立体火灾的危害性,减少室外火发展和蔓延造成的损失,建筑外门外窗应能够抵挡室外火的侵入,保证受波及房间的安全。此外,规范中对建筑外门提出0.5 h的完整性要求,也证明该处提及的建筑门窗为普通门窗,因为我国不允许运用耐火完整性0.5 h的防火门产品。

3、耐火建筑门窗与防火门窗的区别

建筑外门窗,作为建筑物的重要组成部分,属于建筑外围护结构构件。建筑物为了实现最基本的通风和采光功能,在建筑外墙上设置建筑门窗。同时,为了健康舒适和安全耐久的需求,不断改善建筑门窗的其他性能,比如气密水密抗风压性能、反复启闭性能和节能性能等。目前,为了满足整体建筑的消防设计目标,又提出了耐火完整性要求,对建筑外窗的性能做了一次扩充和提升。毫无质疑地,耐火完整性要求的提出,应以不降低建筑外窗其他性能指标为前提。假如说为了关注安装在建筑外墙上门窗的耐火完整性,而忽略或降低建筑门窗其他性能指标的要求,则不符合新规范的编制初衷。

具备耐火完整性的建筑外门窗,很多人认为就是没有隔热性能要求的防火门窗,这是完全不正确的认识。首先,两者的主要运用功能差异。非隔热型防火门窗重点强调的是其防火功能,而对其物理性能要求很少,或者不做要求。钢质防火窗只要求气密性能和抗风压性能,而防火门基本上没有要求。具有耐火完整性的建筑外门窗首先应保证的是其物理力学性能,例如适用性和节能性,而耐火完整性则属于建筑门窗众多安全性要求其中的一个指标。其次,两者的主要制作材料差异。虽然都需求运用防火玻璃,但是防火门窗通常选用熔点高的钢型材做为框架,也因此导致节能性能比较差,不适合做建筑外门窗运用。而建筑外门窗一般多选用断热铝合金型材和PVC内衬型钢等节能效果好的材料作为框架。但因这些型材的熔点较低,故不能用于防火门窗。再有,两者的启闭控制方式有所差异。具备开启功能的防火窗,除了正常启闭操作外,要求额外配备窗扇启闭控制装置,以满足受火条件下的自动关闭功能;防火门通常额外配备防火闭门器或自动闭门装置。而建筑外窗只需安装手动操作的五金启闭装置,无须具备受火条件下门窗扇自动关闭的功能。

以上分析可见,即使建筑外门窗需求具备耐火完整性要求,也不应该按非隔热型防火门窗对待,而应该归类为非消防类产品。其耐火完整性性能指标的设计思路、检测技术和验收方式,应该和建筑门窗应该具备的其他各项物理力学性能指标相互协调,综合考虑。

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