耐火窗在工程实施过程中的应用探讨

伍小强，张金皓

（重庆华厦门窗有限责任公司，重庆 401329）

0 引言

近年来，国内外因建筑失火造成人的生命和财产损失的事件频频发生。 在建筑设计中，采用必要的技术措施和方法来预防建筑火灾和减少建筑火灾危害、保护人身和财产安全，是建筑设计的基本消防安全目标[1]。 建筑防火设计规范中针对高于54m 的住宅建筑外窗提出了耐火完整性的要求，其完整性体现在：平时它是一个具有符合抗风压、气密、水密、保温隔热、隔声等要求的建筑外窗，但当发生火灾时，它是阻挡火焰向室内蔓延、保护人生命的耐火窗。本文从对耐火窗的认识、耐火窗与防火窗的对比、常见耐火窗应该具备的构造要求及耐火窗的设计选用四个方面对耐火窗在工程实施过程中的易混点进行了梳理和分析。

1 关于耐火窗

《建筑幕墙、门窗通用技术条件》（GB/T 31433—2015）给出了门窗耐火完整性的定义：即在标准耐火试验条件下，当建筑门窗某一面受火时，在一定时间内能阻止火焰和热气穿透或在背火面出现火焰的能力[2]。

耐火窗，顾名思义就是在关闭状态下具有一定耐火完整性要求的建筑外窗[3]。“耐火完整性”最早出现在《防火窗》（GB 16809—2008）的产品标准中[4]，随后在《钢门窗》（GB/T 20909—2017）和《铝合金门窗》（GB/T 8478—2020）的产品标准中进行了沿用。 现行的建筑设计规范对外窗的性能有抗风压强度、气密性、水密性、保温隔热性、隔声性、采光性等要求，这些要求在相应的产品标准中具有对应的分级和检测方法，可以实现技术要求和验证的法理闭合。 其中，明确规定C 类钢质防火窗不能替代耐火窗使用。

2 耐火窗与防火窗的对比

关于“防火窗”和“耐火窗”，市场上对它们二者的认识是比较混乱的，在设计、选用、施工、检测及验收过程中也存在一些问题，比如存在这样的认识：耐火窗就是防火窗，耐火窗就是金属窗装上防火玻璃等。其实不然，耐火窗是在建筑发生火灾时，用来保护未及时逃出的人员在避难间（俗称安全房间）等待救援的外窗。为了更好区分耐火窗与防火窗，从以下几个方面进行比较：

2.1 产品标准

目前市场上耐火窗主要有彩钢复合耐火窗和铝合金耐火窗。彩钢复合耐火窗执行的《钢门窗》（GB/T 20909）产品标准[5]，铝合金耐火窗，执行的《铝合金门窗》（GB/T 8478）的产品标准[6]。 防火窗则分为隔热防火窗和非隔热防火窗， 均执行的 《防火窗》（GB 16809—2008）的产品标准。二者所执行的产品标准不同，型材、玻璃、五金配件、物理力学性能和型式检验要求以及检测方法要求等方面就完全不同。

2.2 适用的范围和应用的场景

住宅建筑耐火窗主要安装在：（1）普通建筑外墙（B2 级保温，h≤27m；B1 级保温，27m＜h≤100m，建筑外墙上门、窗的耐火完整性不应低于0.5h）；（2）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：外窗的耐火完整性不宜低于1h。

防火窗主要安装在：防火墙（防火分区之间3h 不燃性墙）和防火隔墙（建筑内重点房间隔墙）[7]。

2.3 遇险启闭方式

耐火窗的开启一般为手动启闭，有条件的情况下宜采用遇火自动关闭装置。防火窗采用最多的类型为固定窗，若采用活动式可开启防火窗必须采用遇火自动关闭装置，双扇可开启防火窗还必须装配关闭顺序器。

2.4 反复启闭

按照要求，耐火窗至少反复启闭1 万次以上，而防火窗仅需要100 次开启或关闭试验。

2.5 耐火类型

耐火窗主要防室外火，即迎火面在室外。 防火窗主要防室内火，即迎火面在室内。两者检测时的方法和升温条件不同。

2.6 耐火性能

耐火窗仅要求0.5h或1h 的耐火完整性。 防火窗相对耐火窗的耐火等级更多；防火窗分为隔热性防火窗（也称A 类防火窗）和非隔热性防火窗（也称C 类防火窗）。 隔热性防火窗既要满足一定时限的耐火完整性，还要满足耐火隔热性的要求；非隔热防火窗仅要求耐火完整性。

2.7 其他主要性能

耐火窗除具有耐火完整性外， 还需满足建筑外窗的抗风压、气密、水密、隔声、保温隔热等性能要求。 防火窗除耐火性能外，仅需要满足较低的抗风压和气密性要求。

2.8 管理

耐火窗属于非消防产品。 A 类防火窗属于需进行产品认证的消防产品。

图1 铝合金耐火窗65系列通用节点图

3 耐火窗的构造要求

国家标准 《建筑幕墙、 门窗通用技术条件》（GB/T 31433—2015）[2]对塑料外门窗和铝合金外门窗的耐火构造提出了要求：“对有耐火完整性要求的外门窗……塑料外门窗、 铝塑复合外门窗、钢塑共挤外门窗、铝塑共挤外门窗型材所用加强钢或铝衬应连接成封闭的框架，并在玻璃镶嵌槽口内采取受火后能防止玻璃脱落的措施”，安装使用的耐火窗要与检测报告的产品材料、结构和性能具有一致性[1]。

目前市场上建筑门窗主要有塑钢窗、铝合金窗、彩钢窗，因目前的塑钢窗产品标准中没有明确具体的耐火完整性要求，本文仅对断桥铝合金耐火窗和灌注式彩钢耐火窗构造要求进行介绍。

3.1 断桥铝合金耐火窗的耐火构造要求

《建筑防火、排烟构造设计图示（三）耐火窗》（DJB T50—136）图集中，以65 系列通用节点图为例（图1）[8]，铝合金耐火窗在普通节能窗构造的基础上主要进行了以下防火技术处理：（1） 框、扇型腔内添加了适配型材的加强钢衬，且在四角处利用角部连接钢片连接成封闭的框架；（2） 在框、 扇型腔内装填了遇火膨胀的硬质防火膨胀条，保证在铝合金型材熔化后充填孔隙，防止玻璃脱落；（3） 在框扇结合部、扇框和玻璃结合部采用了阻燃胶条、防火棉条和防火胶；（4） 采用6mm 以上的防火玻璃。

3.2 灌注式彩钢复合耐火窗的耐火构造要求

根据现行的耐火窗检测标准，耐火窗在进行耐火完整性测试时，试验炉内温度的上升随时间而变化，应按下列函数关系式进行升温控制[9]：

式中：t——试验所经历的时问，min；T——升温到t 时间的炉内平均温度，℃。

表示以上函数的曲线，即“时间-温度标准曲线”（图2） 。

图2 时间-温度标准曲线[10]

图3 灌注式彩钢耐火窗60系列固定平开组合节点图

从图2 可知，若要满足0.5h 的耐火时限，窗的杆件系统应在800℃的燃烧温度下不失效、不熔化。 钢材的软化温度约在600℃，熔化温度1500℃，具有优良的耐高温性能。

《建筑防火、排烟构造设计图示（三）耐火窗》（DJB T50—136）[8]，图集中彩钢复合耐火窗以灌注式彩钢60 系列固定平开组合耐火窗节点图为例（图3），灌注式彩钢复合耐火窗因本身优异的耐高温性能，用作耐火窗时，其杆件系统技术经济简单、直观，并容易检查验证。 同时采用防火五金附件、防火玻璃、阻燃胶条和密封胶可满足建筑外门窗的耐火完整性要求。

4 耐火窗的设计选用

4.1 标准体系

首先，建筑门窗是工程产品，其各项性能技术要求的来源是门窗所依附的建筑，建筑设计的各种规范、标准是门窗设计的上位“法规”，因此，门窗的设计选用应遵循建筑设计规范、标准要求。 这些规范不限于通用建筑设计规范、单项（性能）建筑设计规范、单体建筑设计规范、绿建设计标准、节能设计标准等。

门窗设计应以工程为导向， 将建筑设计的要求作为设计输入，选择的产品质量应符合国家、行业或地方标准的规定。 这些建筑门窗产品性能既要满足抗风压强度， 又要满足气密、 水密、节能、隔声、耐火、采光等要求。

4.2 可靠性

近年来，在建筑门窗上安全事故屡屡发生，造成的危害触目惊心，成为社会关注的热点。 建筑外窗的可靠性、安全性将是未来对建筑的强制要求，应得到足够的重视。 而耐火窗的安全性和耐火的可靠性尤为重要，选取耐火窗时，可进行如下甄别：

（1） 主要构造耐火性能的可判断性

耐火窗的耐火性能可靠性除通过试验和检测外，还应满足用户的可验证性。 耐火窗的主要结构材料为型材、玻璃和五金附件。型材、五金附件的耐火性能可通过材质的熔点温度进行判断。玻璃的耐火性可以从是否是防火玻璃进行判断。虽然火灾对于整个市场而言是小概率事件，在平时它是否具有耐火性能是体现不出来的，特别是当选用的耐火窗采用了较多隐蔽的、难以验证的技术措施时，设计者和业主均难以判断和验证。 因此，设计时宜选用可直观判断和无需证明其窗框、窗扇耐火性能的技术。

（2） 实施过程的可验证性

耐火窗的可靠性必须考虑实施过程中生产和安装环节，应保证耐火窗在工程运用中满足相关规范和工艺的要求，如：采用防火胶、填充适宜的防火膨胀条和钢衬。

（3） 耐久性

必须考虑耐火窗的功能和性能是否会随着时间、温度的变化而发生改变，比如型材的耐久性、防腐性，防火膨胀条的耐久性等。

4.3 耐火窗具体设置建议

耐火窗的具体设置及技术要点应该在建筑设计图纸和门窗二次深化图中进行明确表达，工程中经常遇到的问题[11]，如表1 所示。

表1 耐火窗设置要点一览表

5 结语

《建筑设计防火规范》（GB 50016—2014）于2015 年5 月1 日起实施，其中提出了不同建筑高度与外墙保温材料及门窗耐火完整性的应用要求，其中也涉及住宅建筑外窗，因此对门窗行业提出了新的要求。 本文全面对比了耐火窗和防火窗的不同，准确把握了耐火窗的技术构造，并对耐火窗的设计选用提出建议，旨在为设计方、甲方、供应商以及验收部门等相关人员科学完整地理解耐火窗提供帮助。