耐火窗在建筑外墙外保温系统应用中的若干技术问题探讨

冯静慧（上海建科检验有限公司， 上海 200032）

1 相关背景和意义

近年来，南京中环国际广场、上海胶州教师公寓、沈阳皇朝万鑫大厦等相继发生建筑外墙外保温系统火灾，造成了严重人员伤亡和财产损失。国家有关部委对建筑防火要求特别重视，吸取了近年来火灾事故的深刻教训，修订出台了新版 GB 50016—2014《建筑设计防火规范》（以下简称“《建规》”)，于 2015 年 5 月 1 日正式实施。《建规》对不同类型、不同高度建筑外墙外保温材料的燃烧性能提出了明确、严格的要求，严禁使用易燃保温材料，限制使用难燃、可燃保温材料，大力推广使用不燃保温材料，并首次提出了在特定条件下建筑外窗具备耐火完整性的必要性，对于减少人员伤亡和降低财产损失有着重要而深远的意义。

《建规》中对外窗耐火完整性的要求主要涉及3个方面。本文重点探讨在建筑外墙外保温系统应用时的若干技术问题。

2 《建规》对外窗耐火完整性的条文规定

《建规》对在建筑外墙外保温系统应用中不同类型、不同高度建筑保温材料的燃烧性能提出了明确、严格的要求，并对建筑外墙上门、窗的耐火完整性作出了明确规定。其中：

“6.7.4 设置人员密集场所的建筑，其外墙外保温材料的燃烧性能应为 A 级。

“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 100 m 时，保温材料的燃烧性能应为A级；

2）建筑高度大于 27 m，但不大于 100 m 时，保温材料的燃烧性能不应低于 B1 级；

3）建筑高度不大于 27 m 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 50 m 时，保温材料的燃烧性能应为A级；

2）建筑高度大于 24 m，但不大于 50 m 时，保温材料的燃烧性能不应低于 B1 级；

3）建筑高度不大于 24 m 时，保温材料的燃烧性能不应低于 B2 级。

“6.7.6 除设置人员密集场所的建筑外，与基层墙体、装饰层之间有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 建筑高度大于 24 m 时，保温材料的燃烧性能应为 A级；

2 建筑高度不大于 24 m 时，保温材料的燃烧性能不应低于 B1 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本规范第 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 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。”

对以上条文规定，以表1 的形式进行归纳。

表1 与基层墙体、装饰层之间无空腔的建筑外墙外保温系统与外窗耐火完整性的应用要求

3 耐火窗的定义

3.1 耐火窗叫法的由来

《建规》首次提出了外窗耐火完整性的技术要求，在此之前的建筑外窗产品标准，如 GB/T 8478—2008《铝合金门窗》、GB/T 20909—2007《钢门窗》等均没有对外窗提出耐火完整性这一性能的要求。随着新版《建规》的正式实施，2015 年 12 月 1 日实施的 GB/T 31433—2015《建筑幕墙、门窗通用技术条件》，正式将耐火完整性纳入建筑门窗幕墙的通用性能中，作为可选技术条件予以实施。

无论是《建规》还是《建筑幕墙、门窗通用技术条件》，始终以外窗的耐火完整性来提出技术要求，从未以“耐火窗”的定义出现。耐火窗在我国的标准体系中，直至今日尚无明确的术语定义。但是耐火窗这个叫法通俗易记，已成为建筑门窗行业对具有耐火完整性的建筑外窗的一种通用叫法。

3.2 耐火窗是等同于非隔热型防火窗

在 GB/T 9978.1—2008《建筑构件耐火试验方法 第1部分：通用要求》中对耐火完整性有明确定义：“在标准耐火试验条件下，建筑构件当某一面受火时，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。”如果仅考虑耐火完整性，那么外窗的耐火完整性和非隔热型防火窗的耐火完整性是同一个性能要求。但是并不能因为耐火完整性的要求相同，就将耐火窗和非隔热型防火窗两种产品划等号，耐火窗和非隔热型防火窗是完全不同的产品。

建筑外窗是建筑外围护结构构件。作为建筑物的重要组成部分，建筑外窗应具备抗风压、气密、水密、保温、隔声等性能。而防火窗主要应用于建筑物的室内防火分隔，重点强调其耐火性能，并兼有抗风压、气密等技术要求，并无建筑外窗涉及的水密、保温、隔声等性能要求。换句话说，两者的产品标准是不同的；防火窗应满足的产品标准为 GB 16809—2008《防火窗》，而耐火窗尚无产品标准。因此，耐火窗和非隔热型防火窗除了具有相同的应对火灾风险时的耐火时间要求外，其他各项性能参数均有显著区别，是完全不同的产品。

3.3 如何定义耐火窗

笔者认为，耐火窗的叫法，起因于外窗耐火完整性要求的提出，因此耐火窗的定义其实就是“外窗+耐火完整性”，耐火窗应同时满足建筑外窗相关产品标准和耐火完整性的技术要求。

4 耐火窗耐火完整性的试验方法

《建规》正文中并无条款规定耐火窗耐火完整性的试验方法，但在条文中作了明确说明：“外窗的耐火完整性应按照现行国标 GB/T 12513—2006《镶玻璃构件耐火试验方法》进行测定”。《镶玻璃构件耐火试验方法》测定耐火性能时包含了耐火完整性和耐火隔热型：针对隔热型耐火构件，须同时测试耐火完整性和耐火隔热型；针对非隔热型耐火构件，例如耐火窗，则仅需测试耐火完整性。

此外，耐火窗在设计制造时并非是对称结构。不同的受火面进行耐火完整性测试时，其测试结果明显不同，而《建规》中并未对受火面进行明确说明。虽根据标准条文来理解，耐火窗主要防范的是室外火灾引起的火灾蔓延，受火面应为室外侧，但是很难保证不同检测机构和验收单位对标准的理解不会产生偏差。

全国建筑幕墙门窗标准化技术委员会（SAC/TC448）认为，《镶玻璃构件耐火试验方法》中对耐火窗耐火完整性试验方法的依据是《建筑构件耐火试验方法 第1部分：通用要求》，而该通用要求是面向所有建筑构件而制定的，没有考虑到建筑外窗自身的结构特点和性能指标，不能对建筑外窗耐火完整性作出科学合理的检测和判定。因此编制了国家标准《建筑门窗耐火完整性试验方法及判定要求》。该标准的编制工作已完成，正等待正式发布，其试验方法的制定充分考虑了建筑外窗的结构特点，与《镶玻璃构件耐火试验方法》有显著区别。

但笔者认为，即使该国家标准《建筑门窗耐火完整性试验方法及判定要求》正式发布，只要《建规》没有被修订采用，仍应按《镶玻璃构件耐火试验方法》来测定外窗的耐火完整性。

5 耐火窗是否应具备自动关闭功能

《防火窗》产品标准对带有可开启扇的活动式防火窗提出了明确要求，要求活动式窗扇应安装热敏感元件，并应在耐火试验开始60s内能自动关闭，以确保火灾时可能处于开启状态的窗扇能自动关闭而起到应有的防火分隔作用。《建规》中并无耐火窗应具备自动关闭功能的明确要求。因此，行业内对此争议较大。

主流的反对意见认为，目前在防火窗上应用的自动关闭机构直接裸露在外，主要考虑其可靠性；但是如果将其应用在外窗上，那么必须考虑外窗的外观美观性而去设计隐蔽式的自动关闭机构。而隐蔽式的自动关闭机构必然会影响到外窗原有的水密、气密、隔声等性能，对于生产企业而言需要较长的研发周期和较高的研发成本。既然规范和政策文件均没有明确规定，就没有研发的必要性。

但是，建筑外窗由于需要日常通风，因此常处于开启状态，如火灾发生时室内处于无人状态，或无法及时将其关闭，那么不具备自动关闭功能的耐火窗就会形同虚设，无法起到应有的火灾分隔作用。也就是说，不具备自动关闭功能的耐火窗在实际使用中存在着极大的火灾安全隐患，无法达到《建规》的编制目的。江苏省 DGJ32/J 26—2017《住宅设计标准》在第 8.9.3 条的条文说明中，对具有耐火完整性外窗的自动关闭功能已做了相关要求：“该房间的外窗宜具备火灾时熔断器熔断后自动关闭功能。” 既然《建规》中并没有明确规定，那么笔者认为各地就应像江苏一样，在地方标准或相关政策文件中明确规定耐火窗应（宜）具备自动关闭功能，以确保耐火窗在火灾发生时起到应有的作用。

6 对耐火窗进行工程验收的建议

从耐火窗“外窗+耐火完整性”的定义来看，耐火窗的产品主体是建筑外窗。但是，该建筑外窗应同时符合建筑外窗的产品标准和耐火完整性这一安全性能。耐火窗作为建筑外窗的一种类型，并不在消防产品3C强制性认证的目录内，不是消防产品，不需要获取消防产品3C强制性认证证书。

为使建筑外窗具有耐火完整性这一技术性能，必须从型材加强、防火玻璃、防火五金件、阻燃胶条及耐火五金等方面，对普通外窗进行技术处理；而这些构造设计不可避免地会对外窗原有的抗风压、水密、气密、隔声、保温等性能造成负面影响。因此在工程验收时，建议对同一批次产品按当地工程复检要求，分别进行抗风压、水密和气密等其他性能的检测，随后再进行耐火完整性检测，以确保工程上使用的耐火窗能同时符合建筑外窗的产品标准和耐火完整性要求。

提出建筑外窗耐火完整性要求，是公安部组织相应部门广泛调研并结合我国国情，以降低外墙外保温火灾风险为目的所采取的重要技术措施之一。根据《建规》要求，如在特定条件下使用更低燃烧性能等级的外保温材料，则外墙上使用的建筑外窗的耐火完整性不应低于0.50h（详见表1）。外窗耐火完整性要求的提出，是以降低外墙外保温材料的燃烧性能等级为前提的，因此在对外墙外保温材料的燃烧性能进行工程验收时，理应同时对必须满足耐火完整性要求的建筑外窗进行验收，以免出现质量漏洞。同时，耐火窗作为降低外墙外保温系统火灾风险的配套产品，建议由同一验收主体进行工程验收，以明确责任，避免部门之间相互推诿，发生责任主体悬空的管理困境。

7 结 语

建筑消防安全的责任重于泰山。耐火窗产品作为以降低外墙外保温火灾风险为目的的重要技术措施，是抵御高层建筑外部火灾的第一道屏障。其重要性不言而喻。目前江苏、山西、辽宁等省都已开始加强耐火窗产品的工程验收或工程抽检工作。建议各级管理部门、施工单位和监理单位能切实履行好各自职责，确保耐火窗产品的质量符合《建规》的要求。