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防火分隔与防火玻璃

文档作者：李引擎宋丽王安春文档来源：中国建筑科学研究院建筑防火研究所北京格林京丰防火玻璃有限公司肖特股份有限公司		点击数：	更新时间： 2021年11月20日
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建筑玻璃与工业玻璃2010，№6
防火分隔与防火玻璃
中国建筑科学研究院建筑防火研究所 李引擎
北京格林京丰防火玻璃有限公司 宋丽
肖特股份有限公司 王安春
摘 要：防火分隔是防火分区体系中重要的一部分，本文介绍了防火玻璃的种类及其防火原理，作为
一种重要的防火分隔构件，目前在我国大量使用，但是其检测、评价、应用及其制造中都存在一些不可
忽视的问题，文中一一指出，以促进防火玻璃产业在我国健康快速的发展。
关键词：防火分隔 防火玻璃 防火检测
1前言
从建筑使用功能上考虑，设计师总是希望将建筑
的内空间设计得通达四方。但通畅无阻的内空间则为
某一局部火灾的蔓延与发展提供了有利的条件。为了
防止这种现象的发生，就必须从设计上将一栋较大面
积的建筑物有机地划分成若干个小的防火区域，这就
是防火分区。防火分区的儿个主要功能是：
(1)严格保证本分区出现火灾后不在规定的时间
内向其它区域蔓延；
(2)推迟火灾整体蔓延的时间，以保证建筑内的
人员迅速撤离和消防队及时扑灭火灾；
(3)对一时无法及时撤离的人员，暂时提供一相
对安全的区域。
合理设置防火分区具有很大的防火效果，是一种
理想的被动式防火方式。
防火分区又呵以划分成水平与垂商两种方式。所
谓水平防火分区即是阻止火灾沿水平方向蔓延的一
种分隔方式，所谓垂直防火分区即是防止火灾沿内空
问垂直方向蔓延的一种分隔方式。但不论是水平分
区，还是垂直分区，都不可能不留出满足使用功能的
一些通道，门、窗洞口。换句话说，只有解决了这些洞
口的断火功能，才有可能谈防火分区的真正实现。近
些年来，国内一些生产厂家已推出多种隔火新产品并
取得了积极的社会效果。
防火玻璃就是一种新型的防火产品，它既可以与
框架一起组成防火分隔构件，又可以作为配套防火
门、窗的防火材料。防火玻璃曾被单纯的认作是一种
建筑用防火材料。如今，它已更多的作为一种完整的
防火构件被使用在建筑工程中。特别是作为防火隔断
墙，其与防火框、密封系统及五金件等共同构成完整
的隔火隔热系统。
2 我国防火玻璃的发展历程
最早的防火玻璃源于欧美国家，我国在2O世纪
80年代开始生产防火玻璃。最初的防火玻璃是用于
防火门上的一种单片夹丝玻璃，面积一般不大于0．1
平方米，因此，当时的防火玻璃用量很小。
到了80年代中期，我国开始研制和生产隔热型
防火玻璃，多用于防火门视窗，但外观质量与防火性
能的稳定性与国际水平相距较多。
90年代初，单块大面积防火玻璃研制成功，并用
于建筑内防火隔墙及防火窗等。
2000年后，国内研发出单片防火玻璃，并大量投
入市场。
经过这20多年的发展，能生产防火玻璃的企业
已近千家。2007年我国防火玻璃市场已超过40万平
方米。而技术方面也有质的飞跃，已可满足不同的防
火要求。其中特别要提及的是非隔热型的硼硅防火玻
璃，这种防火玻璃一直广泛使用于欧美建筑，如今我
国也正在自主研发硼硅防火玻璃。从耐火极限上讲，
最初的防火玻璃只要求达到72分钟。而如今，单片防
火玻璃最高可达到3小时耐火极限，而隔热型防火玻
璃也已经可以达到2小时耐火极限。在外观与厚度方
一1 5—
Arch~tectural＆ Functional Glass № 6 201O
面，隔热型防火玻璃也与国际先进的隔热型防火玻璃
差异不大。另外，我国防火玻璃也已经开发出多种类
多需求，适应异型建筑的多功能防火玻璃，例如弯弧
型防火玻璃，异型防火玻璃，具有节能功能的防火玻
璃，防弹防火安全玻璃以及艺术防火玻璃等。
3 我国现有的防火玻璃类型
3．1 按结构分类
防火玻璃按结构分类，可分为复合防火玻璃及单
片防火玻璃。
复合防火玻璃(FFB)：由两层或两层以上玻璃复
合而成或由一层玻璃和有机材料复合而成，并满足相
应耐火等级要求的特种玻璃。
单片防火玻璃(DFB)：由单层玻璃构成，并满足
相应耐火等级要求的特种玻璃。
3-2 按耐火性能分类
防火玻璃按耐火性能分类，可分为A、B、C三类。
A类防火玻璃：同时满足耐火完整性，耐火隔热
性要求的防火玻璃(又称为隔热型防火玻璃，欧标称
为EI类防火玻璃)。
B类防火玻璃：同时满足耐火完整性，热辐射强
度要求的防火玻璃(欧标称为EW 类防火玻璃)。
C类防火玻璃：满足耐火完整性要求的防火玻璃
(又称为非隔热型防火玻璃，欧标称为E类防火玻
璃)。
以上三类防火玻璃按耐火等级可分别分为I级、
Ⅱ级、Ⅲ 级、Ⅳ 级。
3．3 各种防火玻璃的防火原理
(1)A类防火玻璃又分为复合型防火玻璃及灌注
型防火玻璃。
复合型隔热防火玻璃通常由两层或多层玻璃原
片附加一层或多层无机防火胶夹层复合而成。当火灾
发生时，向火面玻璃遇高温后很快炸裂，防火胶夹层
相继发泡膨胀约十倍左右，并大量吸收火焰燃烧所带
来的高热量，形成白色不透明防火胶板，其坚硬程度
可保证耐火完整性，而多孔的结构使其具有隔热作
用。因此，复合 隔热防火玻璃既可有效地阻隔高温，
又可隔绝火焰、烟雾及有毒气体，
灌注 隔热防火玻璃是由两片玻璃经过密封后，
在其中问灌人无机防火胶制作而成。当火灾发生时，
向火面玻璃遇高温后很快炸裂，中间透明胶冻状的无
机防火胶层会迅速硬结，形成一张白色不透明防火隔
热板，并大量吸收火焰燃烧所带来的高热量。在阻止
表1 A类防火玻璃技术参数表
复合型隔热防火玻璃 灌注型隔热防火玻璃
隔
热 厚 尺 厚 尺
隔 厚 耐 透 耐 透 度 寸
亩 度 寸 厚 火 光 重量
火 型 火 光 型
度 公 公
时
号 度 里 公 公 号 等 窒 k
等 率 k m
mm 级 m 差 差 mm 差 差
间 ％ 级 ％
m m him m m m m
m ln
3O AF_12 12 AIV 85 29．5 ±1．0 ±3
AG一20 20 AIV 90 37 ±lI3 ±3
分钟 AF一15 15 AIV 85 37．0 ±1．0 ±3
60 AF一23 23 AII 81 57．5 ±1_3 ±4
AG-25 25 AII 89 43 ±1．5 ±4
分钟 AF-26 26 AU 80 65．0 ±1．5 ±5
9O AG-28 28 AI 87 47 ±1．5 ±5
AF一35 35 AI 75 87．5 ±1．5 ±5
分钟 AG-32 32 AI 85 52 ±1．5 ±5
120
AF一56 56 AI 63 140 ±1．5 ±5 N0NE
分钟
— J6一
建筑玻璃与工业玻璃2010，No6
火焰蔓延的同时，也阻止高温向背火面传导。
(2)c类防火玻璃又分为硼硅单片防火玻璃、铯
钾单片防火玻璃、高强度单片防火玻璃。
硼硅单片防火玻璃是选用含高硼硅经浮法工艺
生产出的一种原片玻璃，经钢化加工而制成的。它的
防火性能源自于其很低的热膨胀系数，仅为4xlO
(20-300~C)，比普通玻璃(硅酸盐玻璃)低2至3倍。此
外，硼硅单片防火玻璃还具有高软化点，极好的抗热
冲击性和粘性等特质。因此，当火灾发生时，硼硅单片
防火玻璃不易膨胀碎裂，是一种高稳定性的单片防火
玻璃，其耐火时限高达3小时。
铯钾单片防火玻璃是由普通浮法玻璃经过特殊
的化学处理及物理钢化制作而成的。其中，化学处理
的作用是在玻璃表面作高温离子交换，使玻璃表层碱
金属离子被熔盐中的其他碱金属离子置换，从而增加
了玻璃强度，提高了抗热冲击性能。而特殊的物理钢
表2 C类防火玻璃技术参数表
参数 玻璃厚度 6mm 8mm 10mm 12mm
重量 14．1 kg／m 18．8 k m 23．5 krgm 28．2 k m
可见光透过率 92％ 92％ 91％ 91％
物理特性 单片玻璃降噪音 31+1dB 33+1dB 34+1dB 35+1dB
密度(25℃时) 2．35g／era
弹性模数 69kN／ram
U值 5．8W，n】2K
膨胀系数(20～300~C) 4xlf6
热工参数
热膨胀率 一0．3mm／m／l 00℃
热传导率(90℃时) 1．26W／mK
最大尺寸 2000mmx3OOOmm
最小尺寸 300mmx2OOmm(更小规格需特殊定制)
尺寸
尺寸公差 <1m±1mm <2m+2mm <3m+3mm
厚度公差 -+0．2mm ±0．2mm ±O．3mm ±0．3mm
化处理，使其达到安全玻璃的要求。其中高强度单片
防火玻璃经过特殊的物理钢化处理(大风压)制造的
防火玻璃。
4 防火玻璃的检测
防火玻璃的测试也遵循“系统”的概念，测试的是
整个防火玻璃系统构件的耐火性能，包括防火玻璃、
框架、密封材料和其他配件。为达到系统测试的目的，
真正的防火测试要满足如下几方面的要求。
4．1 测试标准和测试设施
测试标准和测试要求因不同国家和地区的消防／
建筑防火法规不同而不同，BS标准被广泛认可和使
用，许多国家的标准也依据该标准改编，另外比较有
影响的是美国的UL标准，该标准要求除了防火性能
测试和抗冲击测试之外， 还要单独做水喉(hose
stream test)~．4试，以测试玻璃抗热冲击的能力。在我
国的台湾地区，防火性能测试后，还要对玻璃立即进
行抗冲击测试。但大部分的测试都在BS或与其类似
的标准指导下进行。其中规定的时间一温度曲线是防
火测试时升温的标准。
关于测试炉的要求，各国都遵循一致的标准建
造，但是其中的温度控制设备，测量设备却质量各异，
这直接影响到测试控制的精度和权威性。在有的地方
燃料供应的控制和热电偶的控制还使用人工手动调
节。
通常的测试炉尺寸为3m x3m，近年来也有的测
试中心建造了4mx 4m 的超大尺寸测试炉，以满足现
代建筑对大尺寸玻璃的日益需求。
4．2 按照项目设计实际尺寸测试
防火测试的目的是为防火系统设计和项目防火
应用提供测试，验证依据，从而保证施工时安装的防
火玻璃系统符合设计要求。
实际尺寸测试，试件尺寸和实际尺寸为1：1的比
例。
如果项目中有不同的系统尺寸，应该测试其中最
一1 7—
Architectural＆ Functional GlaSS № 6 20lO
大的尺寸。
测试材料和施工材料的一致性。
通常测试使用包含不同尺寸的复合框架系统，符
合多框架系统能在最大程度上模拟实际应用时的情
况，因为大部分的幕墙／隔墙系统都是连续的多框架
系统。
4．3 防火测试报告的评估报告
不同项目的防火设计要求千差万别，对每一个新
设计的系统都进行测试是不可能也是不现实的。“评
估报告”是在不需要实际防火测试的情况下，对特定
的防火系统进行防火验证和认证，使该系统的安全性
得到保证，同时又为业主和防火系统开发商节约了费
用和时间。评估报告由防火测试机构颁发。其效力同
等于测试报告。
4．4 防火测试系统图集
防火测试不是仅仅几页纸的测试报告，而是一套
系统的描述该防火系统的详细尺寸、材料使用、防火
性能的完整资料。图集中说明了测试时该系统使厢的
各种框架材料和配件的种类、厚度、形状、尺寸、装配
细节、节点图，甚至连固定螺钉的大小和位置都有详
细描述。
4．5 测试多样性。满足当前建筑的要求
防火测试永远追随建筑设计要求并为其服务，现
代的建筑设计师和业主追求建筑功能的多样化，新颖
性，这对防火系统的开发设计和测试提出了更高的要
求。同时，防火系统开发商和防火玻璃生产商也不断
推出新的高效的防火系统，从而使设计师许多没想变
为现实，从而促进了防火系统在建筑的应用和测试手
段的不断提高。
国内防火玻璃的测试、使用和验收与国外有相同
点也有很不同的地方，具体差异有：
a)现行的测试机构只对测试样品负责，而不参与
后期的工程验收，从而造成测试的系统和实际使用的
完全不同。
b)注重防火玻璃本身，对构成系统的框架、配件
及施工情况缺少具体的要求。
c) 防火玻璃国家标准要求的测试尺寸是
1lOOmmx600mm，该标准本身没有问题，但其测试报
告被无限制地通用，从而造成一个固定尺寸的测试报
告适用于任何尺寸的现状．
d)无评估报告的程序，实际的工程应用仅依据实
验室的检测报告。
5 防火玻璃的使用要求
一1 8一
防火玻璃可广泛用于高级宾馆、饭店、机场、体育
馆、图书馆、计算机房等现代公共建筑中，它主要用于
制作防火门、窗和隔墙。用玻璃作为内外分隔墙体已
有数年的历史。这种形式的建筑在国内已屡有出现。
它的优点包括：比传统的墙体轻且可提高建筑的有效
使用面积；施工速度快，施工质量容易得到保证；具有
清澈空透、纯净光亮的外表，既可以崭新建筑形象，又
可与蓝天融为一体若现若隐；提高了建筑内的透明度
和光亮度。
从防火角度看，对玻璃幕墙应有如下的要求：
a)提高玻璃本身的耐火性。这种耐火性包括稳定
性、完整性和热传导性。其中稳定性和完整性对外幕
墙十分重要。但日前国内生产的整体用于外幕墙的防
火玻璃基本是空白，这主要是就目前技术水平而言，
生产这种玻璃的价格还比较贵，其防火稳定性和其他
功能性也有待进一步提高。故大规模的扩大其在外幕
墙上的使用，尚有一定的距离。
b)当使用普通玻璃外幕墙时应在室内设置自动
喷水灭火系统。尤其应在室内靠幕墙的上方装侧喷的
开式喷头，以保护幕墙。
C)在玻璃幕墙壁与楼板、隔墙的交接处填塞防火
封堵材料密封，既要保证延缓烟气及火焰的垂直蔓
延，义要给玻璃的热膨胀留有变形的余地。
d)无窗槛墙或窗槛墙高度小于0．8米的建筑幕
墙，应存每层楼板外沿设置耐火极限不低于1小时，
高度不低于0．8米的不燃烧体裙墙或防火玻璃裙墙。
6 工程应用中存在的问题
防火玻璃虽然已有一段不短的使用历史，但在实
际应用中，仍存在一些不可忽视的问题，下面几点值
得社会关注和进行技术方面共同探讨。
6．1 隔热型与非隔热型防火玻璃的使用界限不明确
火焰在燃烧过程中会产生极高的热量，并以热辐
射和热传导的方式透过玻璃，使玻璃背火面的温度不
断升高。当达到一定程度时，热量会使人或可燃物在
没有碰触到火焰的情况下，被灼伤或引燃。经过国外
的一些相关测试显示，在非隔热型防火玻璃向火面遇
火27分钟后，火焰燃烧所带来的热量会透过非隔热
型防火玻璃将背火面的物品引燃。因此，在某些防火
分隔区域，是需要明确使用隔热型防火玻璃的。不过，
非隔热型单片防火玻璃加以水喷淋系统也是可以同
时起到隔热作用的。但如计算机房、图书馆贮藏室和
仪器机房等是否可以用配以水喷淋系统的单片防火
玻璃做有隔热要求的防火分隔，仍是需要有明确定论
建筑玻璃与工业玻璃2010，No6
的。水喷淋系统是否会对物品造成损毁，这类因素应
考虑在内。因此，在标准制定，建筑设计及实际使用
中，明确区分出哪些建筑部位应有隔热要求，哪些部
位必须使用隔热型防火玻璃是至关重要的。
6_2 防火检测系统不全面
a)水喷淋系统
在使用水喷淋系统的时候，热膨胀系数较高的单
片防火玻璃容易因为高温和骤冷的巨大温差而碎裂，
因此何种单片防火玻璃可以配以水喷淋系统并能保
证其完整性，是需要有，脏格测试的。目前成功通过欧
洲标准一水喷淋系统测试的硼砖单片防火玻璃，却极
少被用作有隔热要求的防火区域里，取而代之的是大
量未经过水喷淋系统测试的单片非隔热型防火玻璃。
b)拼接式防火系统
为了建筑的美观，并提供最大限度的视觉通透
性，无竖框拼接式防火玻璃隔断墙越来越受设计师的
钟爱。而此类防火系统也需要有严格的防火测试，这
种拼接式防火墙是需要用特殊的可膨胀防火胶来连
接的，从而代替突兀的竖框结构。
c)玻璃的水平放置与垂直放置的方向，会直接影
响其防火时间的长短。
d)在工程中，与防火隔断墙配套的大面积防火玻
璃门常采用带地簧的自由门，多数没有防火密封系
统。目前我国对此类构件尚尢明确规定。
6．3 检测与实际应用的问题
a)通常检测防火玻璃的尺寸为1200mmx6OOmm
左右，较小面积的防火玻璃更容易达到所需的耐火极
限检测。为了拥有更好的透光效果与极佳的视野空
间，目前单块防火玻璃的实际应用尺寸越来越趋向于
大板面。
b)厂家选用作检测的防火玻璃与实际用于工程
中的防火玻璃，可能不是一致的。
c)防火玻璃的分隔是一个构件的概念，要作为一
个系统去完整考虑。
d)框架也需防火，特别是单片防火玻璃的框架，
如无防火填充，在火灾中会很快变形，导致玻璃破损。
e)B类防火玻璃虽然有此类玻璃的定义及标准，
但在实际应用中，没有对此类玻璃安装使用范围的相
关规定，也没有相关的检测。
6．4 防火玻璃的一些技术性问题
a)隔热型灌注防火玻璃在制作、使用中尚存在：
密封不严，容易出泡流胶，腐蚀门窗，紫外光照射会使
产品发白等。因其工艺原因，在火灾中灌注型隔热防
火玻璃容易脱胶，作为大板面使用的时候此问题尤其
突出。
b)隔热型复合防火玻璃的外观问题：复合隔热型
防火玻璃的外观上常带有微气泡，因此通透性较差。
目前我国只有少数厂家可以解决此类问题。
C)铯钾单片防火玻璃的应用缺陷：如果玻璃表面
有划伤或磕碰，玻璃有磕角、崩边，防火性能会丧失。
d)高强度 片防火玻璃的应用缺陷：
如果玻璃表面有划伤或磕碰，玻璃有磕角、崩边，
防火性能完全丧失。另外由于大风压的处理，也会造
成玻璃容易自爆。
6．5 一些构造作法考虑不周
a)防火窗无法开启，通风难。或可开肩，但需人工
关闭。
b)大面积玻璃防火门的欠缺：隔热型大玻璃门因
为玻璃厚重的原因，很难做到自由开启，往往在使用
一段时问后被普通玻璃替换。
c)中空防火玻璃、夹胶防火玻璃等，在安装使用
中，没有对向火面或背火面的安装做出规定。
7 结语
如今，在对外进一步开放，各种国际交往日益增
多的情况下，我国消防事业的现代化将与国际社会发
生更加密切的联系。虽然我们取得了很大的成就，但
是由于我国消防产业的起步晚，与国外一些儿十年上
百年的消防产业历史相比，我们的发展还落后于世界
先进水平。例如对于系统概念的认识，应用设计，材料
制作，深加工技术，生产过程中质量控制管理等方面
均有一定的差距。为此，注视国际消防动态，了解外国
消防法规和消防管理，研究消防丁作中所出现的问
题，是十分必要的。为了市场的发展，也为了创造一个
更好的消防产业环境，更进一步的完善制度规定，提
高现有产品的技术水平，及时解决工程应用中的难
题，是我们今后努力的方向。
参考文献
[1】高树鹏．单片防火玻璃板构造系统在建筑幕墙中的应用研
究．新型建筑材料，2006(2)：8～10
【2】谢士涛，林勇生．防火玻璃幕墙与防火玻璃隔断的设计探讨．
中国建筑金属结构，2003(11)：33~36
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