型材、玻璃、硅胶、五金、胶条……耐火窗材料

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  修立门窗动作修立物主要的外围护组织,正在达成修立物美丽、环保、节能、安详等诸众方面起到相当主要的用意。譬喻前些年正在修立节能和绿色修立的可连接成长央浼促使下,修立门窗的节能功效被人们普及注重,并拟定和发布了一系列节能门窗的尺度,用于辅导节能门窗的策画出产。能够说,修立物功效央浼一向晋升的历程,便是修立门窗的成长历程。为了满意人们对修立物适意度、康健度和安详度目标日益晋升的需求,修立门窗正在普及已有的各项本能央浼的根柢上,也正在一向美满和成长新的本能央浼。

  节能门窗不具备耐火本能,是目前高层修立防火时间讨论中必需面临的一个实际。近年来,众起因修立外门窗不具备防火本能而导致的灾难性失火事变屡屡产生,比如2010 年11 月15 日上海静安区胶州道住户楼失火,2011 年 2 月 3 日沈阳皇朝万鑫旅舍失火,2014 年4 月 21 日大连星海广场公寓失火,以及 2017 年 6 月14 日伦敦格伦费尔塔公寓大楼失火等。为此,公安部机合编制了 GB 50016-2014《修立策画防火外率》,对异常操纵部位的修立外门窗的耐火完好性提出了全部央浼。因为古板事理上的防火门和防火窗不具备修立外门窗的合系物理本能,更加是保温本能,以是不行动作修立外围护组织的功效操纵。

  平凡而言,修立外门窗由玻璃面板、框架型材、五金配件、密封胶条,以及其他辅助配件等构成,如图1 所示。正在节能门窗的工程策画历程中,根据区别区域区别操纵部位,最初对构成门窗的各个资料元素举办采取,以达成所必要的功效和本能目标。看待耐火节能门窗而言,因为通俗节能窗用资料,个别不行满意耐火完好性的央浼,于是其构成资料也相应有所同。外1 中列出了按操纵的框架型材品种区别,目前能够用于耐火节能门窗的类型。

  铝合金型材如图 2 所示。铝合金为热的良导体,其导热系数为160 W/(m

  ·K),属于组成门窗型材资料中导热系数最高的,且导热率随温度的升高而上升。工业用铝合金的熔点约620~650 ℃,正在失火中火场温度平凡远高于铝的熔点。不过铝合金型材普通正在300 ℃ 把握即遗失承载才干,并产生弗成承担的变形而无法操纵。从已有失火案例来看,修立门窗铝合金型材的毁坏众为正在高温下急急变形而无法操纵,齐备烧熔的形势相对少睹。

  塑料型材如图3 所示。塑料型材囊括PVC-U、玻璃纤维加强资料,以及聚氨脂PU 等,导热系数相当低,正在0.12~0.16 W/(m·K)之间。况且固然资料本身的熔点低,譬喻PVC 型材的熔点为170 ℃把握,不过通过工艺纠正能够达成阻燃,这些资料正在温度一向上升历程中,皮相燃烧后造成了必定的碳化层,起到必定的隔热成绩。

  木质型材如图4 所示。木质型材因品种和产地区别,其构成有很大分别但导热系数也相当低,正在0.14 W/(m·K)把握。木质型材低导热率使其成为节能窗,更加受被动房用窗的青睐。同时,木质型材燃烧历程中,皮相造成的碳化层导热率比基材更低,以是具有相当好的耐火完好性,乃至比钢组织更耐燃烧。

  加强型钢如图5 所示。加强型钢平凡为碳素钢,属于修立不燃资料,导热系数为13.8 W/(m·K),熔点正在1500 ℃把握。正在耐火节能门窗中,平凡动作塑料类门窗型材用内衬资料,以加强塑料类门窗的集体组织强度。钢材正在温度升高时,其导热率降落至750 ℃时,基础恒定而不再产生转化

  玻璃为热的不良导体,导热系数正在0.9~1.13 W/(m·K)之间,是修立窗所占面积比重最众的资料。玻璃面板耐火本能的黑白,直接相干到门窗集体耐火完好性的黑白。为了包管修立门窗到达耐火完好性的央浼,GB/T 31433-2015《修立幕墙、门窗通用时间条款》提出:对有耐火完好性央浼的外门窗,所用玻璃起码有一层应契合 GB 15763.1-2009《修立用安详玻璃第1个别:防火玻璃》的规矩。耐火门窗用防火玻璃,遵从构制型式区别,分为单片和复合两类防火玻璃。

  单片防火玻璃,按其正在耐火试验中发扬耐火道理区别,分为低膨胀率防玻璃、高强度铯钾防火玻璃、钠钙硅系列防火玻璃。而微晶防火玻璃固然防火本能良好,不过价钱高贵,不对用于正在修立外门窗上扩充操纵。

  1)低膨胀率防火玻璃。低膨胀率防火玻璃成品正在25~300 ℃ 温度边界内,其热膨胀系数比通俗玻璃低 2~3 倍,约为 4×10-6/℃,里特软化点能够到达820 ℃

  以上。因为低膨胀率和高软化点的性格,使得其正在受热后较长时期都不会产生软化变形,避免了因膨胀后与门窗边框的挤压用意,可有用地伸长耐火时期,普及耐火完好性。

  2)高强度铯钾防火玻璃。高强度铯钾防火玻璃是由通俗浮法玻璃经异常化学工艺惩罚后造成。因其皮相造成了高强的压应力,于是极大地普及了抗攻击本能,强度是通俗玻璃的6~12 倍,能够很好地满意门窗正在失火条款下的面板耐火完好性央浼。惩罚后的玻璃导热系数比通俗玻璃高,约为 1.13 W/m•K,受热膨胀率与通俗玻璃附近,约为8.5×10-6~9.5×10-6/℃。

  3)钠钙硅系列防火玻璃。钠钙硅系列防火玻璃是正在通俗浮法玻璃因素根柢上,通过调剂因素构成,普及了玻璃面板的硬度和密度,扩大告终构的微观密切水平,进而导致受热后膨胀系数降落,软化点增高,能够到达 780 ℃把握。

  1)夹层复合防火玻璃。夹层复合防火玻璃,按其构制款式区别,可分为灌注型和夹层型。夹层型复合防火玻璃是一种修立用安详玻璃,是两层平板玻璃用膨胀阻燃胶黏结正在沿途,正在必定温度和压力下,纵使受到攻击,玻璃碎了照旧连成一体。寻常操纵情形下,夹层型复合防火玻璃具有很好的透光和打扮性。一朝受火后,其向火面的玻璃面板会最初遇高温后炸裂,中心的

  膨胀阻燃胶会急速硬结并造成白色不透后板,大批招揽燃烧爆发的热量。灌注型复合防火玻璃是最初将两片单层平板玻璃方圆先用边框条密封好,然后由灌注口灌入防火液,经胶结、封口制成。

  2)夹丝网复合防火玻璃。夹丝网复合防火玻璃是正在夹层型复合防火玻璃出产历程中,将金属丝网参与两层玻璃中心的阻燃胶中。参与金属丝网后,不但能够普及防火玻璃的集体抗攻击强度,还对玻璃的透光性不爆发影响。

  密封胶条如图6 所示。修立门窗用密封胶条,首要因素为三元乙丙橡胶,其导热系数低,为0.24 W/m•K。当用于耐火节能门窗时,应选用防火隔热和防火膨胀胶条产物,起到失火时密封、隔热与窒塞失火扩张的成绩。正在耐火节能门窗上,首要用正在防火玻璃方圆与型材之间的防火膨胀密封,以及开启窗扇密封部位的防火隔热密封。平凡防火胶条产物带有自粘结胶带,能够直接粘贴到防火玻璃方圆或型材的适宜职位。受火膨胀时,可膨胀到素来的 15~50 倍,造成一种优越的隔热层,能够全方位填充四周的漏洞和空泛,从而造成极为有用的防火防烟樊篱。

  修立门窗五金配件,起到固定和支柱开启窗扇的用意。看待承重类五金配件,如合页或者滑撑等,为了包管开启窗扇正在受火形态下不零落,平凡采用耐火本能好的钢质资料五金产物。而看待起到锁闭密封用意的五金类产物,如传动锁闭器、执手等,也应采用钢质或具有耐火功效的产物,以低落因受火后本能失效导致密封本能。低落,影响到整窗的耐火完好本能。

  正在耐火节能门窗的资料策画中,除了首要的组成资料外,极少须要的辅助配件的合理操纵,也是耐火本能满意央浼的要害要素。

  正在耐火窗产物策画中,玻璃面板卡件是必弗成少的一个辅助配件。因为型材正在高温条款下,其受火面会产生变形、熔化等形势,从而遗失个别或一起的支柱用意。正在这种情形下,纵使防火玻璃本身能够满意耐火本能的央浼,也会由于遗失型材的支柱而集体坍塌零落。为了避免这种情形产生,必需正在耐火节能门窗的玻璃面板和框架型材之间,修设卡件。目前,遵照所夹持玻璃面板的类型区别,践诺中有众种型式的卡件,如图7 所示。

  玻璃 面板卡 件平凡为不锈 钢 材质,导热系数为 13.8 W/(m·K),熔点大约为1500 ℃,不会产生熔化和变形题目,能够满意高温下支柱强度的央浼。正在塑料类门窗中,因为受火后型材不再具有支柱强度,以是卡件须与内部衬钢牢靠连合。正在铝合金断热门窗中,因为受火后隔热条逼近失火一侧的铝合金型材受热熔化,无法经受支柱玻璃面板的用意,以是卡件须与隔热条远离失火一侧的铝合金型材牢靠连合,以普及耐火本能。

  防火玻璃用垫片操纵如图8 所示。其导热系数低, 普通≤0.30 W/(m·K),热变形低,具有耐高温、耐腐化、易于加工等特色。其老例厚度平凡为5 mm 和10 mm,是一种抗压强度高、硬度适中的不燃防火板材,正在高温条款下,不会变软或粉化,不会酿成对玻璃棱边的毁伤,包管耐火窗集体的高温安静性。玻璃垫片首要垫正在防火玻璃下方的承重职位,常温下和受火时避免玻璃棱边与型材接触,低落玻璃爆裂的危机。

  防火板条操纵如图9 所示。防火板条为A 级不燃性产物,导热系数低,约为0.12 W/(m·K),且受火膨胀后导热系数低落。遇火时,其膨胀并造成一层硬质的硅酸盐泡沫隔热层,同时兼具吸热冷却、膨胀密封和隔热的用意。遇火膨胀温度为150~200 ℃,可膨胀到素来的10~40 倍,全方位填充四周的漏洞和孔洞,从而造成极为有用的防火防烟樊篱。防火板条首要操纵于耐火节能门窗的防火微弱部位,譬喻型材内部的小空腔、开启扇的方圆、五金配件四周等部位。

  吸热型防火灌注料,是一种用水固化的无毒的情况友谊型、吸热性防火灌注料,高温下具有吸热冷却和隔热樊篱的成绩。固化后,导热系数为 0.10 W/(m·K), 且固化后可以普及型材组织的集体死板强度,便于型材的加工及装置。用于型材空腔的灌注填充,遇火时通过大批吸热和隔热用意延缓可熔化型材的熔化速率,低落体例背火面的温度,阻隔热量的通报。

  防火棉条操纵如图10 所示。其基质资料为陶瓷纤维,其导热系数为0.12 W/(m·K),具有优异的隔热本能。操纵于防火玻璃两侧边沿,与框材或玻璃压条接触部位,具有柔滑可压缩的特色,可保卫防火玻璃边角,不受死板挤压而粉碎,同时有用阻隔热量通过玻璃与材漏洞从向火面向背火面通报。同时,为了避免玻璃卡件与玻璃皮相的硬性接触,正在卡件与玻璃之间也需修立防火棉条,有用缓冲玻璃高温膨胀后和型材或金属接触而爆发的应力,避免防火玻璃爆裂。

  防火硅酮胶导热系数为0.19 W/(m·K),是一种高本能,富足弹性的单组分中性硅酮胶。正在耐火窗产物策画中,首要操纵正在防火玻璃与防火棉条的接触部位,以及防火玻璃与型材或压条之间的漏洞部位,常温下用于保护耐火节能门窗的气密本能和水密本能,同时正在失火产生时,不会因热辐射爆发的高温而产生自燃。

  资料的采取,是修立节能门窗达成耐火完好性央浼的须要策画合头。为了包管修立门窗的节能央浼,采取传热系数相对较低的塑料、木质或断热铝合金型材等动作框架型材,照旧是现阶段耐火节能门窗的最好采取。以是,为了增加框架型材正在耐火本能上的亏折,必要对门窗要害的构制节点部位,采用异常资料。譬喻,正在型材空腔部位,填充防火灌注胶,填塞防火板条等;正在框扇开启的密封部位,采用防火阻燃胶条;玻璃面板与型材接触部位,睡觉防火棉条,并施以防火硅酮胶固定密封。安设正在型材上的五金配件,更加是起到承重功效的配件,宜采用防火五金产物,以普及整窗耐火本能。

  玻璃面板的耐火本能黑白,直接相干到集体门窗的耐火完好性程度。因为通俗钢化玻璃受热后短时期内就会产生爆裂,以是,不行动作耐火门窗用面板操纵。耐火门窗正在面板的采取时,应遵照型材构制和全部需求,思索单片或复合防火玻璃。况且,玻璃面板与型材的接触部位,应修立防火垫片,以包管玻璃受火膨胀后与框架型材的柔性接触。为了包管玻璃面板不产生集体零落,玻璃面板与框架之间应举办牢靠的固定连合,平凡采用玻璃面板卡件动作连合部件。

  当然,节能门窗耐火完好性的普及,还必需依赖对节点构制的改制策画。不过,科学地举办资料的策画采取,并合理操纵于要害的构制部位,是包管耐火完好性目标达成的条件。以是,正在策画耐火节能门窗时,必需遵照本质操纵的门窗种别,敷裕思索百般资料的采取及其合理操纵边界,才力为后续的构制策画供给牢靠的包管,进而达成集体耐火完好性的时间目标央浼。

  [3]杜文修,杨娟,高帅,吴贲华,王银茂,高邦忠.浅讲防火玻璃性格及分类,安徽修立,2015,4:179-181.