耐火型门窗的概述
1 耐火型门窗的产生
耐火型铝合金门窗是近几年发展起来的一种新型门窗,其主要结构与传统门窗基本相同,通过特殊的选材和工艺设计,使其在满足传统铝合金门窗抗风压性能、气密性能、水密性能等要求的基础上,满足耐火完整性要求,从而使耐火型铝合金门窗成为性能优越、具有良好发展前景的新型门窗。
高层建筑火灾发生频繁,而且高层建筑发生火灾的扑救难度大,一旦发生火灾将严重威胁人民生命和财产安全。为了预防建筑火灾,减少火灾危害,解决高层建筑发展和节能要求带来的消防安全问题,2015年5月1日发布实施的《建筑设计防火规范》(GB 50016-2014)对建筑外墙上的建筑门窗,首次提出了耐火完整性的要求。
耐火完整性是指在标准耐火试验条件下,建筑构件当某一面受火,在一定时间内阻止火焰和热气穿透或在背火面出现火焰的能力;耐火隔热性是指在标准耐火试验条件下,建筑构件当某一面受火,在一定时间内背火面温度不超过规定极限值的能力。
《建筑设计防火规范》[GB 50016-2014(2018版)]中对墙体外保温材料和外窗耐火完整性的规定如下:
5.5.32 建筑高度大于54m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1.00h,该房间的门宜采用乙级防火门,外窗的耐火完整性不宜低于1.00h。
6.7.3 建筑外墙采用保温材料与两侧墙体构成无空腔复合保温结构体时,该结构体的耐火极限应符合本规范的有关规定;当保温材料的燃烧性能为B1、B2级时,保温材料两侧的墙体应采用不燃材料且厚度均不应小于50mm。
6.7.5 与基层墙体、装饰层之间无空腔的建筑外墙外保温系统,其保温材料应符合下列规定:
(1)住宅建筑:
1)建筑高度大于100m时,保温材料的燃烧性能应为A级;
2)建筑高度大于27m,但不大于100m时,保温材料的燃烧性能不应低于B1级;
3)建筑高度不大于27m时,保温材料的燃烧性能不应低于B2级。
(2)除住宅建筑和设置人员密集场所的建筑外,其他建筑:
1)建筑高度大于50m时,保温材料的燃烧性能应为A级;
2)建筑高度大于24m,但不大于50m时,保温材料的燃烧性能不应低于B1级;
3)建筑高度不大于24m时,保温材料的燃烧性能不应低于B2级。
6.7.7 除本规范第6.7.3条规定的情况外,当建筑的外墙外保温系统按规范第6.7节规定采用燃烧性能为B1、B2级的保温材料时,应符合下列规定:
(1)除采用B1级保温材料且建筑高度不大于24m的公共建筑或采用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。
(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300mm。
依据《建筑设计防火规范》[GB 50016-2014(2018版)]相关条款规定,不同建筑高度和建筑类型对外墙外保温材料及门窗耐火完整性要求见表1。
表1 不同建筑高度和建筑类型对外墙外保温材料及门窗耐火完整性的要求
依据《建筑设计防火规范》中耐火完整性时间要求,建筑外窗耐火完整性可分为0.50h、1.00h两类。
国家标准《铝合金门窗》(GB/T 8478-2020)中首次提出了耐火型门窗的术语和定义。耐火型门窗是指在规定的试验条件下,关闭状态耐火完整性E不小于30min的门窗。耐火型外门窗主要性能指标为抗风压性能、水密性能、气密性能、耐火完整性,根据门窗功能不同可选指标为空气声隔声性能、保温性能、隔热性能等。耐火型外门窗耐火完整性分级代号为E30(i)、E60(i)、E30(o)、E60(o)。
国家标准《建筑门窗耐火完整性试验方法》(GB/T 38252-2019)对门窗耐火完整性提出了分级指标,室内侧受火以i表示,室外侧受火以o表示,耐火型门窗要求室外侧耐火时,耐火完整性不应低于E30(o);耐火型门窗要求室内侧耐火时,耐火完整性不应低于E30(i)。门窗耐火完整性分级及指标值见表2。
表2 门窗耐火完整性分级及指标值
2 耐火型门窗与非隔热防火门窗的区别
耐火型门窗面世以来,常与非隔热防火门窗相混淆。非隔热防火门、非隔热防火窗属于典型的消防产品,其产品标准分别为《防火门》(GB 12955-2008)、《防火窗》(GB 16809-2008)。
《防火窗》(GB 16809-2008)中规定,非隔热防火窗(C类防火窗)耐火等级代号为C0.50、C1.00、C1.50、C2.00、C3.00。
非隔热防火窗其主要性能指标为抗风压性能、气密性能、耐火完整性;活动式非隔热防火窗附加检验项目为热敏感元件的静态动作温度、窗扇关闭可靠性、窗扇自动关闭时间。
防火窗未对水密性能提出要求,所以防火窗多在室内区域使用。而耐火型外门窗作为建筑外围护结构使用,因此具有水密性能的要求。
此外,活动式防火窗规定必须安装窗扇启闭控制装置,该装置具有手动控制启闭窗扇功能,且至少具有易熔合金或玻璃球等热敏感元件自动控制关闭窗扇的功能,在发生火灾时,能够在60s内自动关闭防火窗。而耐火型门窗未对窗扇启闭控制装置提出明确要求。
《防火门》(GB 12955-2008)中规定,非隔热防火门(C类防火门)耐火等级代号为C1.00、C1.50、C2.00、C3.00。
非隔热防火门主要性能指标为耐火完整性。对抗风压性能、水密性能、气密性能等指标均未提出要求。
由此可见,非隔热防火门窗不具备建筑外门窗的部分相关物理性能,因此不能作为建筑外围护结构使用。