1、前言
建筑門(mén)窗作為建筑物重要的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，在實(shí)現(xiàn)建筑物美觀、環(huán)保、節(jié)能、安全等諸多方面起到非常重要的作用。可以說(shuō)，建筑物功能要求不斷提升的過(guò)程，就是建筑門(mén)窗的發(fā)展過(guò)程。為了滿(mǎn)足人們對(duì)建筑物舒適度、健康度和安全度指標(biāo)日益提升的需求，建筑門(mén)窗在提高已有的各項(xiàng)性能要求的基礎(chǔ)上，也在不斷完善和發(fā)展新的性能要求。近年來(lái)，多起因建筑外門(mén)窗不具備防火性能而導(dǎo)致的災(zāi)難性火災(zāi)事故，引起了國(guó)家和社會(huì)對(duì)建筑門(mén)窗耐火性能的重視。建筑外門(mén)、外窗作為建筑物內(nèi)部與外界大氣連通的主要通道，其耐火完整性性能的優(yōu)劣，直接影響著火災(zāi)發(fā)生后發(fā)展和蔓延的規(guī)模。
但是，目前我國(guó)在建筑外門(mén)外窗耐火性能方面的政策性文件不是很完善，相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)也不健全，導(dǎo)致在實(shí)際生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)活動(dòng)中，不同部門(mén)對(duì)建筑門(mén)窗耐火完整性要求的理解不盡相同，出現(xiàn)很多的分歧。鑒于此，本文針對(duì)目前對(duì)建筑門(mén)窗耐火完整性要求爭(zhēng)論的熱點(diǎn)問(wèn)題，分別從具備耐火完整性要求的建筑門(mén)窗的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范解釋、與防火門(mén)窗的區(qū)別、檢測(cè)技術(shù)和工程驗(yàn)收等方面，進(jìn)行闡述和梳理，旨在解決目前行業(yè)內(nèi)外普遍存在的困惑，為建筑門(mén)窗行業(yè)的正軌運(yùn)行與有序發(fā)展提高參考。
2、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范相關(guān)條文解析
建筑門(mén)窗耐火完整性要求，首次由2015年5月1日實(shí)施的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50016-2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》提出。為了響應(yīng)規(guī)范的要求，隨后實(shí)施的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 31433-2015《建筑幕墻、門(mén)窗通用技術(shù)條件》中，規(guī)定了建筑門(mén)窗耐火完整性不應(yīng)低于0.5 h[2]，也自此將耐火完整性作為建筑門(mén)窗的一項(xiàng)基本性能，納入到建筑門(mén)窗標(biāo)準(zhǔn)體系中。目前正在編制中的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 8478-20XX《鋁合金門(mén)窗》，也將耐火完整性作為鋁合金門(mén)窗的一個(gè)基本性能，提出了具體要求。
公安部消防局法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)處副處長(zhǎng)沈紋，對(duì)GB50016-2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的出臺(tái)背景、重要意義及主要內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)解讀。他指出，新規(guī)范目的之一旨在解決國(guó)內(nèi)超高層建筑發(fā)展越來(lái)越迅猛，高度越來(lái)越高，發(fā)生火災(zāi)時(shí)過(guò)度依靠外部救援的問(wèn)題，著重加強(qiáng)了建筑自身防御火災(zāi)技術(shù)措施的規(guī)定。規(guī)范中，對(duì)建筑門(mén)窗提出了以下具體要求[1]：
2.1規(guī)范第5.5.32條中，要求建筑高度大于54m的住宅建筑，在每戶(hù)設(shè)置的避難間，其內(nèi)門(mén)應(yīng)采用乙級(jí)防火門(mén)，其外窗的耐火完整性不宜低于1.00h。
此條編制的初衷，是設(shè)置一間安全條件更高的房間，并保證其在一定時(shí)間內(nèi)，處于相對(duì)安全的環(huán)境中，為逃生和救援留出時(shí)間。基于這個(gè)考慮，設(shè)置在房間內(nèi)墻中的乙級(jí)防火門(mén)，可以抵擋室內(nèi)火的侵入，既可以滿(mǎn)足耐火完整性要求，又具備一定的隔熱能力。而室外側(cè)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，需要設(shè)置在外墻上的外窗具備抵御室外火侵入的能力，考慮到人員不必留在避難間內(nèi)，故而只提出了耐火完整性要求，而未提出隔熱性要求。基于以上分析，該處配置的建筑外窗，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮抵抗室外火的能力。
2.2規(guī)范第6.2.5條指出，對(duì)于建筑外墻上、下層外窗之間設(shè)置防火玻璃墻的，其外窗的耐火完整性在高層建筑和多層建筑中分別不應(yīng)低于1.00h和0.50h。
目前，建筑中采用落地窗，或者上、下層之間不設(shè)置實(shí)體墻而用防火玻璃墻的現(xiàn)象比較普遍。即使設(shè)置的防火玻璃墻滿(mǎn)足防火要求，如果配套使用的建筑外窗不具備耐火完整性，一旦發(fā)生火災(zāi)，無(wú)論室內(nèi)側(cè)還是室外側(cè)，都會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)突破外窗而在水平和豎直方向上蔓延。因此，此條規(guī)定的目的，是為了防止層間竄火，控制火勢(shì)的發(fā)展和蔓延。該處配置的建筑外窗，耐火完整性設(shè)計(jì)時(shí)，既要考慮室外火的侵入，也要能夠阻止室內(nèi)火的突破。
2.3 規(guī)范第6.7.7條要求，當(dāng)建筑的外墻外保溫系統(tǒng)采用燃燒性能為B1、B2級(jí)的保溫材料時(shí)，除了采用B1級(jí)保溫材料且建筑高度不大于24m的公共建筑或采用B1級(jí)保溫材料且建筑高度不大于27m的住宅建筑外，建筑外墻上門(mén)、窗的耐火完整性不應(yīng)低于0.50h。
近些年，為了提高建筑物整體節(jié)能水平，建筑外墻外保溫系統(tǒng)被大量廣泛地使用。一旦高層建筑工程中采用的保溫材料耐火等級(jí)不達(dá)標(biāo)，就會(huì)為整個(gè)建筑的消防安全留下隱患。高層建筑火災(zāi)的主要特點(diǎn)是煙囪效應(yīng)強(qiáng)，極易向上迅速蔓延，瞬間形成立體火災(zāi)，甚至跳躍式發(fā)展。同時(shí)，在建筑外部風(fēng)力的作用下，在水平方向上也會(huì)瞬間蔓延到其他部位。考慮到建筑物室外側(cè)縱向立體火災(zāi)的危害性，減少室外火發(fā)展和蔓延造成的損失，建筑外門(mén)外窗應(yīng)能夠抵擋室外火的侵入，保證受波及房間的安全。此外，規(guī)范中對(duì)建筑外門(mén)提出0.5 h的完整性要求，也證明該處提及的建筑門(mén)窗為普通門(mén)窗，因?yàn)槲覈?guó)不允許使用耐火完整性0.5 h的防火門(mén)產(chǎn)品。
3、耐火建筑門(mén)窗與防火門(mén)窗的區(qū)別
建筑外門(mén)窗，作為建筑物的重要組成部分，屬于建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件。建筑物為了實(shí)現(xiàn)最基本的通風(fēng)和采光功能，在建筑外墻上設(shè)置建筑門(mén)窗。同時(shí)，為了健康舒適和安全耐久的需要，不斷改善建筑門(mén)窗的其他性能，比如氣密水密抗風(fēng)壓性能、反復(fù)啟閉性能和節(jié)能性能等。目前，為了滿(mǎn)足整體建筑的消防設(shè)計(jì)目標(biāo)，又提出了耐火完整性要求，對(duì)建筑外窗的性能做了一次擴(kuò)充和提升。毫無(wú)質(zhì)疑地，耐火完整性要求的提出，應(yīng)以不降低建筑外窗其他性能指標(biāo)為前提。如果說(shuō)為了關(guān)注安裝在建筑外墻上門(mén)窗的耐火完整性，而忽略或降低建筑門(mén)窗其他性能指標(biāo)的要求，則不符合新規(guī)范的編制初衷。
具備耐火完整性的建筑外門(mén)窗，很多人認(rèn)為就是沒(méi)有隔熱性能要求的防火門(mén)窗，這是完全不正確的認(rèn)識(shí)。首先，兩者的主要使用功能不同。非隔熱型防火門(mén)窗重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的是其防火功能，而對(duì)其物理性能要求很少，或者不做要求。防火窗只要求氣密性能和抗風(fēng)壓性能，而防火門(mén)基本上沒(méi)有要求。具有耐火完整性的建筑外門(mén)窗首先應(yīng)保證的是其物理力學(xué)性能，例如適用性和節(jié)能性，而耐火完整性則屬于建筑門(mén)窗眾多安全性要求其中的一個(gè)指標(biāo)。其次，兩者的主要制作材料不同。雖然都需要使用防火玻璃，但是防火門(mén)窗通常選用熔點(diǎn)高的鋼型材做為框架，也因此導(dǎo)致節(jié)能性能比較差，不適合做建筑外門(mén)窗使用。而建筑外門(mén)窗一般多選用斷熱鋁合金型材和PVC內(nèi)襯型鋼等節(jié)能效果好的材料作為框架。但因這些型材的熔點(diǎn)較低，故不能用于防火門(mén)窗。再有，兩者的啟閉控制方式有所不同。具備開(kāi)啟功能的防火窗，除了正常啟閉操作外，要求額外配備窗扇啟閉控制裝置，以滿(mǎn)足受火條件下的自動(dòng)關(guān)閉功能;防火門(mén)通常額外配備防火閉門(mén)器或自動(dòng)閉門(mén)裝置。而建筑外窗只需安裝手動(dòng)操作的五金啟閉裝置，無(wú)須具備受火條件下門(mén)窗扇自動(dòng)關(guān)閉的功能。
以上分析可見(jiàn)，即使建筑外門(mén)窗需要具備耐火完整性要求，也不應(yīng)該按非隔熱型防火門(mén)窗對(duì)待，而應(yīng)該歸類(lèi)為非消防類(lèi)產(chǎn)品。其耐火完整性性能指標(biāo)的設(shè)計(jì)思路、檢測(cè)技術(shù)和驗(yàn)收方式，應(yīng)該和建筑門(mén)窗應(yīng)該具備的其他各項(xiàng)物理力學(xué)性能指標(biāo)相互協(xié)調(diào)，綜合考慮。
4、檢測(cè)技術(shù)的解析
目前，我國(guó)建筑外門(mén)和外窗耐火完整性檢測(cè)技術(shù)，按照GB50016-2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的要求，分別采用的是GB/T 7633-2008 《門(mén)和卷簾的耐火試驗(yàn)方法》和GB/T 12513-2006《鑲玻璃構(gòu)件耐火試驗(yàn)方法》中規(guī)定的檢測(cè)條件和判定規(guī)則[3][4]。這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的試驗(yàn)方法也分別是GB 12955-2008《防火門(mén)》和GB 16809-2008《防火窗》產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中用于衡量防火門(mén)、防火窗耐火性能的測(cè)試方法[5][6]。雖說(shuō)防火門(mén)窗的耐火性能測(cè)試技術(shù)發(fā)展多年，如今應(yīng)用到建筑外門(mén)外窗上，有很多規(guī)定條款需要論證，其中最關(guān)鍵的一項(xiàng)就是標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線的選擇。
我們知道，建筑火災(zāi)強(qiáng)度受很多因素控制，比如燃燒材料，通風(fēng)條件，受火房間大小等等。因此，規(guī)定統(tǒng)一的受火條件的實(shí)質(zhì)，是提供一個(gè)能合理代表火災(zāi)發(fā)生條件的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)環(huán)境，在該試驗(yàn)環(huán)境下，可以比較不同構(gòu)件的耐火性能，并進(jìn)行等級(jí)劃分[7]。標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗(yàn)環(huán)境不一定代表實(shí)際火災(zāi)發(fā)生的情況，也不一定表明建筑門(mén)窗在標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗(yàn)條件下的耐火性能就是其在真實(shí)火災(zāi)中的耐火性能。
現(xiàn)有的試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)中，包括國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)[8][9][10][11][12]，都是依據(jù)或參考BS 476-20:1987發(fā)展而來(lái)，選用室內(nèi)側(cè)火災(zāi)條件下的溫度曲線，模擬富氧狀態(tài)下受限空間發(fā)生的火災(zāi)環(huán)境。因此，依據(jù)該溫度曲線進(jìn)行的試驗(yàn)，考查的是室內(nèi)側(cè)建筑構(gòu)件的耐火性能。但是，在實(shí)際情況下，遭受室外火侵襲的建筑門(mén)窗，因室外火災(zāi)存在大量的熱量擴(kuò)散現(xiàn)象，受火條件不如其在室內(nèi)側(cè)受火條件嚴(yán)酷。因此，設(shè)計(jì)為室外側(cè)受火的建筑門(mén)窗耐火性能測(cè)試，應(yīng)該給出較低水平的受火條件，采用室外火災(zāi)升溫曲線評(píng)價(jià)其耐火性能。
室內(nèi)和室外火災(zāi)升溫曲線分別由公式1[13]和公式2[14]給出，對(duì)應(yīng)的溫度曲線及對(duì)比見(jiàn)圖1所示。
圖1 室內(nèi)和室外火升溫曲線圖
根據(jù)圖1中兩條不同的升溫曲線的比較可知，采用室內(nèi)火和室外火測(cè)試條件下，建筑門(mén)窗需要承受的溫度差別很大。在試驗(yàn)持續(xù)到30分鐘時(shí)，室內(nèi)火條件下的溫度達(dá)到841℃，高于室外火條件下的溫度約160℃;在試驗(yàn)持續(xù)到60分鐘時(shí)
室外火溫度已經(jīng)穩(wěn)定在680℃,而室內(nèi)火溫度則達(dá)到了945℃，兩者之差約265℃。
由于建筑門(mén)窗用框架型材的熔點(diǎn)通常較低，在耐火性能測(cè)試中，升溫曲線的選擇至關(guān)重要，也直接影響到耐火完整性測(cè)試結(jié)果。根據(jù)本文之前對(duì)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 50016-2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》相關(guān)條款的分析，滿(mǎn)足耐火完整性要求的建筑門(mén)窗，即有室內(nèi)側(cè)受火條件，也存在室外側(cè)受火條件。因此，在耐火性能測(cè)試中，應(yīng)該根據(jù)產(chǎn)品實(shí)際的設(shè)計(jì)要求，選擇不同的升溫曲線進(jìn)行測(cè)試，以提供更加科學(xué)合理的測(cè)試環(huán)境，為建筑門(mén)窗具備的耐火完整性水平作出客觀的評(píng)價(jià)。
除了受火條件的選擇外，如何對(duì)具有耐火完整性要求的建筑門(mén)窗整體性能作出綜合的測(cè)試評(píng)價(jià)，也是一個(gè)需要考慮的問(wèn)題。我們知道，普通的建筑門(mén)窗不做防火性能設(shè)計(jì)，而只關(guān)注物理力學(xué)性能指標(biāo)的水平。如今，增加了耐火完整性要求的建筑門(mén)窗，除非放棄現(xiàn)有的各類(lèi)框架材料，否則不進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)改造，根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)防火要求。而根據(jù)目前的研究發(fā)現(xiàn)，在對(duì)建筑門(mén)窗結(jié)構(gòu)改造以實(shí)現(xiàn)耐火完整性指標(biāo)的同時(shí)，不可避免地會(huì)犧牲部分的節(jié)能性能。因此，建筑門(mén)窗這兩個(gè)重要的性能指標(biāo)如何協(xié)調(diào)，也是在建筑門(mén)窗進(jìn)行耐火測(cè)試技術(shù)研究中需要關(guān)注的問(wèn)題。
對(duì)具有耐火完整性建筑門(mén)窗的驗(yàn)收，是困擾目前眾多門(mén)窗企業(yè)的一個(gè)環(huán)節(jié)。即使通過(guò)不懈努力開(kāi)發(fā)出了滿(mǎn)足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 50016-2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》要求的門(mén)窗產(chǎn)品，選擇怎樣的檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)，以及提供怎樣的驗(yàn)收證明材料，目前整個(gè)行業(yè)，包括各個(gè)地方政府部門(mén)和協(xié)會(huì)，也都還沒(méi)有一個(gè)共識(shí)。這樣的局面，導(dǎo)致各地在實(shí)際工程驗(yàn)收中，存在非常混亂的局面，嚴(yán)重影響了耐火完整性建筑門(mén)窗的發(fā)展和推廣。
公安部消防產(chǎn)品合格評(píng)定中心《關(guān)于進(jìn)一步推動(dòng)消防產(chǎn)品強(qiáng)制性認(rèn)證工作的通知》公消評(píng)[2015]31號(hào)文件中，轉(zhuǎn)發(fā)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局、公安部、國(guó)家認(rèn)證認(rèn)可監(jiān)督管理委員會(huì)《關(guān)于部分消防產(chǎn)品實(shí)施強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證的公告》(2014年第12號(hào)公告)中，明確規(guī)定了實(shí)行強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證的消防產(chǎn)品目錄中，包括隔熱型防火門(mén)，隔熱型防火窗，隔熱型防火玻璃。在出廠銷(xiāo)售和經(jīng)營(yíng)活動(dòng)中使用時(shí)，須獲得公安部消防產(chǎn)品合格評(píng)定中心頒發(fā)的強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證證書(shū)。而對(duì)于非強(qiáng)制性認(rèn)證的消防產(chǎn)品，比如非隔熱型防火門(mén)窗，則需要由公安部消防產(chǎn)品合格評(píng)定中心指定的檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行型式認(rèn)可或強(qiáng)制檢驗(yàn)。
但是，具有耐火完整性要求的建筑門(mén)窗，既不屬于隔熱型防火門(mén)窗，也不屬于非隔熱型防火門(mén)窗。耐火建筑門(mén)窗只是屬于具有防火性能要求的建筑構(gòu)件，而不屬于消防產(chǎn)品。依據(jù)《建設(shè)工程消防監(jiān)督管理規(guī)定》(公安部令第106號(hào))第二十一條規(guī)定，消防產(chǎn)品和非消防產(chǎn)品在驗(yàn)收時(shí)，提供的資料是不同的。對(duì)于具有防火性能要求的建筑構(gòu)件，建設(shè)單位申請(qǐng)消防驗(yàn)收時(shí)，應(yīng)提供符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或者行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的證明文件、出廠合格證。其中，證明文件為法定認(rèn)可的檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)提供的產(chǎn)品型式檢驗(yàn)報(bào)告。
6、總結(jié)
本文針對(duì)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 50016-2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中關(guān)于耐火建筑門(mén)窗的要求，針對(duì)行業(yè)內(nèi)外關(guān)注的一些問(wèn)題進(jìn)行了解釋和分析，總結(jié)如下：
6.1 設(shè)置在避難間的建筑外窗，目的在于承受室外火的侵襲，而不是用于防止室內(nèi)火的突破，因此在耐火性能設(shè)計(jì)和受火條件選擇時(shí)，應(yīng)該考慮室外側(cè)受火的條件。
6.2 設(shè)置在無(wú)實(shí)體墻的上下層的建筑外窗，是為了阻止火災(zāi)通過(guò)窗口部位層間竄襲，既包括室內(nèi)火，也包括室外火。因此，該處設(shè)置的建筑外窗，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮室內(nèi)外雙向耐火性能，并按不同受火面選擇相應(yīng)的受火條件進(jìn)行測(cè)試。
6.3 對(duì)于使用外墻外保溫系統(tǒng)的高層建筑，當(dāng)對(duì)建筑門(mén)窗的耐火能力有要求時(shí)，應(yīng)該考慮建筑門(mén)窗抵抗室外火侵襲的能力和水平。同時(shí)，耐火性能測(cè)試中，應(yīng)該選擇室外火的受火條件。
6.4 建筑門(mén)窗耐火完整性測(cè)試，不應(yīng)該統(tǒng)一使用標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)升溫曲線作為受火條件，而應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇不同的火災(zāi)升溫曲線。
6.5 具備耐火完整性的建筑門(mén)窗，是在其滿(mǎn)足物理力學(xué)性能要求的前提下，又具備標(biāo)準(zhǔn)要求的耐火性能。因此，建筑門(mén)窗的耐火性能設(shè)計(jì)思路和測(cè)試技術(shù)，不能脫離對(duì)其他性能的考慮，尤其是彼此沖突的節(jié)能性能，而應(yīng)該進(jìn)行門(mén)窗整體性能的綜合考慮。
6.6耐火建筑門(mén)窗，屬于具有防火性能的建筑構(gòu)件，不屬于消防產(chǎn)品。因此，其驗(yàn)收方式和性能檢驗(yàn)，應(yīng)符合具有防火性能要求的建筑構(gòu)件的規(guī)定，而不應(yīng)該依據(jù)消防產(chǎn)品的規(guī)定。
