建筑用防火玻璃的種類與發展

 

        當建筑發生火災時，防火玻璃具有控制火勢蔓延和隔煙的特殊性能，可最大限度的降低損失，在保證人民生命和財產安全中發揮了重要的作用。

 

       建筑防火玻璃的生產和應用最早起源于20世紀70年代的英國，隨后在歐美國家也大量生產使用。建筑防火玻璃主流品牌有皮爾金頓、圣戈班、旭硝子肖特，歐洲防火玻璃80％需要隔熱防火玻璃，年市場需求約60~80萬m³。我國防火玻璃大致于20世紀80年代開始生產，最早應用于防火門上的觀察窗，經過多年發展;:目前形成了熱和非隔熱防火玻璃、單片和復合防火玻璃完整的產品體系，基本可廣泛應用于不同建筑市場領域。

 

       建筑防火玻璃的品種

 

       防火玻璃是一種在規定的耐火試驗條件下能夠滿足相應耐火性能要求的特種玻璃《GB15763.1-2009》。防火玻璃按耐火性能可分為隔熱型防火玻璃(A類)和非隔熱型防火玻璃(C類)。隔熱型防火玻璃是指同時滿足耐火完整性、耐火隔熱性要求的防火玻璃。非隔熱型防火玻璃是指耐火性能僅滿足耐火完整性要求的防火玻璃。新國標取消了B類防火玻璃，即耐火性能滿足耐火完整性和熱輻射強度要求的防火玻璃。

 

防火玻璃按結構可分為單片防火玻璃和復合防火玻璃。單片防火玻璃是指由單層玻璃構成，并滿足相應耐火性要求的特種玻璃。單片防火玻璃僅滿足       耐火完整性屬于C類防火玻璃。單片防火玻璃目前類型多樣:高強度單片防火玻璃、硼硅玻璃、微晶玻璃鋁硅玻璃、夾絲玻璃。

 

        復合防火玻璃是由兩層或兩層以玻璃復合而成或由一層玻璃和有機材料復合而成，并滿足相應耐火性能要求的特種玻璃。復合防火玻璃可以是A類防火玻璃即同時滿足耐火完整性和耐火隔熱性，也可以是C類防火玻璃即僅滿足耐火完整性。復合防火玻璃的種類主要為有機灌漿防火玻璃、無機夾層復合防火玻璃、無機灌漿防火玻璃。

 

       建筑防火玻璃的性能要求

 

       2.1耐火完整性

 

       在標準耐火試驗條件下，玻璃構件當其一面受火時，能在一定時間內防止火焰和熱氣穿透或背火面出現火焰的能力

 

       2.2耐火隔熱性

 

       在標準耐火試驗條件下，玻璃構件當其一面受火時，能在一定時間內使其背火面溫度不超過規定值的能力。

 

       2.3耐火時限

 

       在標準耐火試驗條件下，玻璃構件從受火的作用時起，到失去完整性或隔熱性要求時止的這段時間。

 

       2.4建筑防火玻璃的執行標準

 

       建筑防火玻璃的執行標準主要有國內建筑防火玻璃的規范和標準，《建筑設計防火規范》GB50016-2014、2018年版，《建筑用安全玻璃第一部分:防火玻璃》GB15763.1-2009，《防火窗》GB16809-2008，《建筑用硼硅酸鹽防火玻璃》T/ZBH009-2019等。

 

       國內建筑防火玻璃的品種及應用

 

       3.1單片防火玻璃

 

       1)高強度單片防火玻璃

 

       一類是普通玻璃通過化學鋼化和物理鋼化，提高表面應力，達到一定的耐火性能，即市場通常講的單片銫鉀防火玻璃;一類是普通玻璃僅通過物理鋼化，提高表面應力，達到一定的耐火性能，即近一年市場通常講的浮法白玻高應力防火玻璃。

 

       高強度單片防火玻璃的優點是重量輕、價格低更易于市場接受。缺點是若加工工藝不過關，長期使用后易出現表面應力松弛，或因表面及邊部劃傷損傷導致失去部分防火性能;耐火時限一般不超過1.5h不具備隔熱性要求;存在自爆現象:耐火試驗燒檢時通過率低。

 

       高強度單片防火玻璃主要應用于沒有隔熱要求、耐火時限要求較低的場合，如建筑室外耐火窗。

 

       2)高硼硅防火玻璃

 

       利用硼硅玻璃膨脹系數低、軟化點高的優異防火性能成為一種性能優良的防火玻璃。最早由德國肖特公司研發生產，國內2018年開始研發試產，因其價格高，一般僅用于防火玻璃檢測樣片，近年來市場開始逐步接受。國內生產一般采用全電熔冷頂和全氧電助熔熱頂兩種工藝。高硼硅防火玻璃的優點是重量輕耐火時限一般可達2~3h;無自爆;產品穩定性好，不易受框架和輔材影響;鐵含量低，更具美觀性;耐腐蝕，抗紫外線性能優異;加水噴淋系統可替代A類隔熱型防火玻璃系統。缺點是產品生產技術不成熟，合格品率低;價格高;不具備隔熱性能。

 

       作為性能優異、本體安全的防火玻璃，高硼硅防火玻璃主要應用于耐火窗、建筑幕墻、擋煙垂壁、采光頂、防火地板等，尤其加水噴淋系統可替代A類隔熱型防火玻璃系統，可廣泛應用于建筑中庭、步行街防火玻璃及建筑防火隔斷。

 

       3.2復合防火玻璃

 

       3.2.1(無機)夾層復合防火玻璃

 

       一般采用經處理過的高強度普通浮法白玻之間夾入一層無機透明防火膠(干法)組合制成夾層復合防火玻璃的優點是可切割:可制備成隔熱型防火玻璃。缺點是耐候性差;無法制備曲面異形結構;超大板面玻璃目前還不能滿足市場需求;工藝復雜，加工周期長，成品率低。夾層復合防火玻璃主要應用于防火隔墻、采光頂、防火地板等。

 

       3.2.2灌漿防火玻璃

 

         一般是由兩至三層玻璃原片，將其四周以特制阻燃膠條雙道密封，后在形成的空腔內灌注防火液而成，具備耐火完整性的一種特制防火玻璃。

  
       灌漿防火玻璃又可分為有機灌漿防火玻璃和無機灌漿防火玻璃兩種。

 

       有機灌漿防火玻璃的優點是可制備成隔熱型防火玻璃。缺點是耐候性差，易產生氣泡、發污發黃等缺陷，屬于基本被淘汰的工藝。

 

       無機灌漿防火玻璃的優點是此種防火玻璃采用無機物進行加工，可達到較為穩定的防火性能和外觀質量，抗老化性能強，不起泡、不發黃，還有防熱輻射性能:粘結力強，耐酸性，耐熱性好;具有良好的隔音減噪效果。該產品根據厚度不一禪既可以制成隔熱型的國標A類玻，也可以制成非隔熱型的國標C類玻璃。

       為了提升安全性、穩定性、節省后期費用，國內有大面積使用無機灌漿防火玻璃的案例。

 

       無機灌漿防火玻璃主要應用于有隔熱要求、耐火時限要求較高的建筑防火隔墻、防火地板、采光頂、防火門、逃生通道和逃生樓梯等。

 

       國內建筑防火玻璃存在的問題和發展方向

 

       4.1國內建筑防火玻璃存在的問題

 

       1)對防火玻璃的性能、質量認識不夠。

 

       就單片防火玻璃而言，硼硅防火玻璃雖性能優異，但因其價格昂貴，之前一般作為檢測樣片。去年市場出現了單片高應力防火玻璃，因價格較低，更易被市場接受，逐步開始流通，但也存在因加工工藝不過關，造成邊角質量粗糙以及表面應力不均勻使燒檢通過率較低等問題。

 

       就復合隔熱防火玻璃而言，國內有些技術不過關的企業生產的復合隔熱防火玻璃存在耐候性、耐老化性差，易發黃、起泡，耐低溫性差，使用壽命短等缺陷。

 

         2)防火玻璃的安裝

 

       防火玻璃的耐火極限不僅僅取決于防火玻璃本身質量，還取決于防火玻璃框架結構和玻璃與框架的鏈接固定方式。隔熱型框架系統使用復合隔熱型防火玻璃安裝時玻璃與框架間要留有一定的間隙。非隔熱型框架系統使用單片防火玻璃安裝時框架系統應夾緊玻璃，不能留有空隙。所以防火玻璃指的不應是簡單的玻璃本身，而應是一個整體防火玻璃系統。

 

       4.2防火玻璃的發展方向

 

       單片防火玻璃中硼硅防火玻璃與普通單片防火玻璃相比其防火性能優異，但售價較高。隨著硼硅防火玻璃生產技術的不斷提升和生產成本的逐步下降，其市場份額將會越來越大。

 

       復合防火玻璃中的無機灌漿防火玻璃因其防火隔熱性能較好，應用范圍較廣，所以將會是下一步建筑防火玻璃的主要發展趨勢，所以應重點研發改進防火漿的配方，進一步提高無機灌漿防火玻璃的產品耐候性。

 

       在復合防火玻璃中，開展以硼硅單片防火玻璃替代普通浮法玻璃的研發試驗，來進一步提升復合防火玻璃的性能和輕量化。

       

       針對復合防火玻璃在建筑隔斷中的應用應研發生產超大規格量化的隔熱復合防火玻璃。根據建筑上的不同需要，開發生產異形防火玻璃。開展本體著色防火玻璃的技術研發和市場推開展符合節能要求的多樣化防火玻璃后續深加工的研發。

 

       結論

 

       隨著《建筑設計防火規范》(GB50016-2018修訂版)等國家防火新規的實施和消防管理體制的變革，滿足現代建筑安全性要求的防火玻璃市場需求會快速增長。本質安全的防火玻璃市場規模會越來越大性能優異、輕量化的、價格更易于市場接受的防火玻璃必將在高層建筑和人口密集場所的生命財產安全保障中發揮重要作用。