國內(nèi)建筑防火玻璃的種類與發(fā)展

張壯麗

(中國耀華玻璃集團(tuán)有限公司，秦皇島 066001)

隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，建筑對玻璃的安全性能的要求也越來越高。當(dāng)建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，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(cái)產(chǎn)安全中發(fā)揮了重要的作用。

建筑防火玻璃的生產(chǎn)和應(yīng)用最早起源于20世紀(jì)70年代的英國，隨后在歐美國家也大量生產(chǎn)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m2。我國防火玻璃大致于20世紀(jì)80年代開始生產(chǎn)，最早應(yīng)用于防火門上的觀察窗，經(jīng)過多年發(fā)展，目前形成了隔熱和非隔熱防火玻璃、單片和復(fù)合防火玻璃完整的產(chǎn)品體系，基本可廣泛應(yīng)用于不同建筑市場領(lǐng)域。

1 建筑防火玻璃的品種

防火玻璃是一種在規(guī)定的耐火試驗(yàn)條件下能夠滿足相應(yīng)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(shí)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(biāo)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(qiáng)度要求的防火玻璃。

防火玻璃按結(jié)構(gòu)可分為單片防火玻璃和復(fù)合防火玻璃。單片防火玻璃是指由單層玻璃構(gòu)成，并滿足相應(yīng)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(qiáng)度單片防火玻璃、硼硅玻璃、微晶玻璃、鋁硅玻璃、夾絲玻璃。

復(fù)合防火玻璃是由兩層或兩層以上玻璃復(fù)合而成或由一層玻璃和有機(jī)材料復(fù)合而成，并滿足相應(yīng)耐火性能要求的特種玻璃。復(fù)合防火玻璃可以是A類防火玻璃即同時(shí)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(fù)合防火玻璃的種類主要為有機(jī)灌漿防火玻璃、無機(jī)夾層復(fù)合防火玻璃、無機(jī)灌漿防火玻璃。

2 建筑防火玻璃的性能要求

2.1 耐火完整性

在標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗(yàn)條件下，玻璃構(gòu)件當(dāng)其一面受火時(shí)，能在一定時(shí)間內(nèi)防止火焰和熱氣穿透或在背火面出現(xiàn)火焰的能力。

2.2 耐火隔熱性

在標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗(yàn)條件下，玻璃構(gòu)件當(dāng)其一面受火時(shí)，能在一定時(shí)間內(nèi)使其背火面溫度不超過規(guī)定值的能力。

2.3 耐火時(shí)限

在標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗(yàn)條件下，玻璃構(gòu)件從受火的作用時(shí)起，到失去完整性或隔熱性要求時(shí)止的這段時(shí)間。

2.4 建筑防火玻璃的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

建筑防火玻璃的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)主要有國內(nèi)建筑防火玻璃的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)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/ZBH 009—2019等。

3 國內(nèi)建筑防火玻璃的品種及應(yīng)用

3.1 單片防火玻璃

1)高強(qiáng)度單片防火玻璃

一類是普通玻璃通過化學(xué)鋼化和物理鋼化，提高表面應(yīng)力，達(dá)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(yīng)力，達(dá)到一定的耐火性能，即近一年市場通常講的浮法白玻高應(yīng)力防火玻璃。

高強(qiáng)度單片防火玻璃的優(yōu)點(diǎn)是重量輕、價(jià)格低，更易于市場接受。缺點(diǎn)是長期使用后容易出現(xiàn)表面應(yīng)力松弛，或因表面及邊部劃傷損傷導(dǎo)致失去部分防火性能；耐火時(shí)限一般不超過1.5 h；不具備隔熱性要求；存在自爆現(xiàn)象；耐火試驗(yàn)燒檢時(shí)通過率低。

高強(qiáng)度單片防火玻璃主要應(yīng)用于沒有隔熱要求、耐火時(shí)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(shù)低、軟化點(diǎn)高的優(yōu)異防火性能成為一種性能優(yōu)良的防火玻璃。最早由德國肖特公司研發(fā)生產(chǎn)，國內(nèi)2018年開始研發(fā)試產(chǎn)，因其價(jià)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(nèi)生產(chǎn)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(yōu)點(diǎn)是重量輕；耐火時(shí)限一般可達(dá)2～3 h；無自爆；產(chǎn)品穩(wěn)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(yōu)異；加水噴淋系統(tǒng)可替代A類隔熱型防火玻璃系統(tǒng)。缺點(diǎn)是產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)不成熟，合格品率低；價(jià)格高；不具備隔熱性能。

作為性能優(yōu)異、本體安全的防火玻璃，高硼硅防火玻璃主要應(yīng)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(tǒng)可替代A類隔熱型防火玻璃系統(tǒng)，可廣泛應(yīng)用于建筑中庭、步行街防火玻璃及建筑防火隔斷。

3.2 復(fù)合防火玻璃

3.2.1 (無機(jī))夾層復(fù)合防火玻璃

一般采用經(jīng)處理過的高強(qiáng)度普通浮法白玻之間夾入一層無機(jī)透明防火膠(干法)組合制成。

夾層復(fù)合防火玻璃的優(yōu)點(diǎn)是可切割；可制備成隔熱型防火玻璃。缺點(diǎn)是耐候性差；無法制備曲面異形結(jié)構(gòu)；超大板面玻璃目前還不能滿足市場需求；工藝復(fù)雜，加工周期長，成品率低。夾層復(fù)合防火玻璃主要應(yīng)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(nèi)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(jī)灌漿防火玻璃和無機(jī)灌漿防火玻璃兩種。

有機(jī)灌漿防火玻璃的優(yōu)點(diǎn)是可制備成隔熱型防火玻璃。缺點(diǎn)是耐候性差，易產(chǎn)生氣泡、發(fā)污發(fā)黃等缺陷，屬于基本被淘汰的工藝。

無機(jī)灌漿防火玻璃的優(yōu)點(diǎn)是此種防火玻璃采用無機(jī)物進(jìn)行加工，可達(dá)到較為穩(wěn)定的防火性能和外觀質(zhì)量，抗老化性能強(qiáng)，不起泡、不發(fā)黃，還有防熱輻射性能；粘結(jié)力強(qiáng)，耐酸性，耐熱性好；具有良好的隔音減噪效果。該產(chǎn)品根據(jù)厚度不一樣，既可以制成隔熱型的國標(biāo)A類玻璃，也可以制成非隔熱型的國標(biāo)C類玻璃。國際上廠家對用戶承諾質(zhì)保5年，實(shí)際上使用10年也基本不出現(xiàn)問題。缺點(diǎn)是低溫性能相對較差，核心技術(shù)被國外公司壟斷，價(jià)格高昂，其價(jià)格是單片防火玻璃的10倍甚至更高，但使用壽命比普通防火玻璃長。為了提升安全性、穩(wěn)定性、節(jié)省后期費(fèi)用，國內(nèi)也有大面積使用此玻璃的案例。

無機(jī)灌漿防火玻璃主要應(yīng)用于有隔熱要求、耐火時(shí)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。

4 國內(nèi)建筑防火玻璃存在的問題和發(fā)展方向

4.1 國內(nèi)建筑防火玻璃存在的問題

1)對防火玻璃的性能、質(zhì)量認(rèn)識不夠 就單片防火玻璃而言，硼硅防火玻璃雖性能優(yōu)異，但因其價(jià)格昂貴，之前一般作為檢測樣片。去年市場出現(xiàn)了單片高應(yīng)力防火玻璃，因價(jià)格較低，更易被市場接受，逐步開始流通。但因其存在加工工藝粗糙，因邊角質(zhì)量不過關(guān)和表面應(yīng)力不均勻造成的燒檢通過率普遍較低，安全穩(wěn)定性沒有保證，所以普通單片高應(yīng)力防火玻璃應(yīng)是防火玻璃市場上的過渡產(chǎn)品。

就復(fù)合隔熱防火玻璃而言，國內(nèi)復(fù)合隔熱防火玻璃存在耐候性、耐老化性差，易發(fā)黃、起泡，耐低溫性差，使用壽命短等缺陷。因此，國外品牌復(fù)合隔熱防火玻璃雖然價(jià)格昂貴，但因其性能穩(wěn)定，在國內(nèi)防火玻璃市場有一定的市場份額。

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(zhì)量，還取決于防火玻璃框架結(jié)構(gòu)和玻璃與框架的鏈接固定方式。隔熱型框架系統(tǒng)使用復(fù)合隔熱型防火玻璃安裝時(shí)玻璃與框架間要留有一定的間隙。非隔熱型框架系統(tǒng)使用單片防火玻璃安裝時(shí)框架系統(tǒng)應(yīng)夾緊玻璃，不能留有空隙。所以防火玻璃指的不應(yīng)是簡單的玻璃本身，而應(yīng)是一個(gè)整體防火玻璃系統(tǒng)。

4.2 防火玻璃的發(fā)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(yōu)異，但售價(jià)較高。隨著硼硅防火玻璃生產(chǎn)技術(shù)的不斷提升和生產(chǎn)成本的逐步下降，其市場份額將會(huì)越來越大。

復(fù)合防火玻璃中的無機(jī)灌漿防火玻璃因其防火隔熱性能較好，應(yīng)用范圍較廣，所以將會(huì)是下一步建筑防火玻璃的主要發(fā)展趨勢，所以應(yīng)重點(diǎn)研發(fā)改進(jìn)防火漿的配方，以提高無機(jī)灌漿防火玻璃的產(chǎn)品耐候性。

在復(fù)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(fā)試驗(yàn)，來進(jìn)一步提升復(fù)合防火玻璃的性能和輕量化。

針對復(fù)合防火玻璃在建筑隔斷中的應(yīng)用，應(yīng)研發(fā)生產(chǎn)超大規(guī)格、輕量化的隔熱復(fù)合防火玻璃。

根據(jù)建筑上的不同需要，開發(fā)生產(chǎn)異形防火玻璃。開展本體著色防火玻璃的技術(shù)研發(fā)和市場推廣，開展符合節(jié)能要求的多樣化防火玻璃后續(xù)深加工的研發(fā)。

5 結(jié) 論

隨著《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50016—2018修訂版)等國家防火新規(guī)的實(shí)施和消防管理體制的變革，滿足現(xiàn)代建筑安全性要求的防火玻璃市場需求會(huì)快速增長。本質(zhì)安全的防火玻璃市場規(guī)模會(huì)越來越大。性能優(yōu)異、輕量化的、價(jià)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(cái)產(chǎn)安全保障中發(fā)揮重要作用。