耐火窗在建筑外墻外保溫系統(tǒng)應(yīng)用中的若干技術(shù)問題探討

馮靜慧（上海建科檢驗有限公司， 上海 200032）

1 相關(guān)背景和意義

近年來，南京中環(huán)國際廣場、上海膠州教師公寓、沈陽皇朝萬鑫大廈等相繼發(fā)生建筑外墻外保溫系統(tǒng)火災(zāi)，造成了嚴(yán)重人員傷亡和財產(chǎn)損失。國家有關(guān)部委對建筑防火要求特別重視，吸取了近年來火災(zāi)事故的深刻教訓(xùn)，修訂出臺了新版 GB 50016—2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（以下簡稱“《建規(guī)》”)，于 2015 年 5 月 1 日正式實施?！督ㄒ?guī)》對不同類型、不同高度建筑外墻外保溫材料的燃燒性能提出了明確、嚴(yán)格的要求，嚴(yán)禁使用易燃保溫材料，限制使用難燃、可燃保溫材料，大力推廣使用不燃保溫材料，并首次提出了在特定條件下建筑外窗具備耐火完整性的必要性，對于減少人員傷亡和降低財產(chǎn)損失有著重要而深遠(yuǎn)的意義。

《建規(guī)》中對外窗耐火完整性的要求主要涉及3個方面。本文重點(diǎn)探討在建筑外墻外保溫系統(tǒng)應(yīng)用時的若干技術(shù)問題。

2 《建規(guī)》對外窗耐火完整性的條文規(guī)定

《建規(guī)》對在建筑外墻外保溫系統(tǒng)應(yīng)用中不同類型、不同高度建筑保溫材料的燃燒性能提出了明確、嚴(yán)格的要求，并對建筑外墻上門、窗的耐火完整性作出了明確規(guī)定。其中：

“6.7.4 設(shè)置人員密集場所的建筑，其外墻外保溫材料的燃燒性能應(yīng)為 A 級。

“6.7.5 與基層墻體、裝飾層之間無空腔的建筑外墻外保溫系統(tǒng)，其保溫材料應(yīng)符合下列規(guī)定：

1 住宅建筑：

1）建筑高度大于 100 m 時，保溫材料的燃燒性能應(yīng)為A級；

2）建筑高度大于 27 m，但不大于 100 m 時，保溫材料的燃燒性能不應(yīng)低于 B1 級；

3）建筑高度不大于 27 m 時，保溫材料的燃燒性能不應(yīng)低于 B2 級；

2 除住宅建筑和設(shè)置人員密集場所的建筑外，其他建筑：

1）建筑高度大于 50 m 時，保溫材料的燃燒性能應(yīng)為A級；

2）建筑高度大于 24 m，但不大于 50 m 時，保溫材料的燃燒性能不應(yīng)低于 B1 級；

3）建筑高度不大于 24 m 時，保溫材料的燃燒性能不應(yīng)低于 B2 級。

“6.7.6 除設(shè)置人員密集場所的建筑外，與基層墻體、裝飾層之間有空腔的建筑外墻外保溫系統(tǒng)，其保溫材料應(yīng)符合下列規(guī)定：

1 建筑高度大于 24 m 時，保溫材料的燃燒性能應(yīng)為 A級；

2 建筑高度不大于 24 m 時，保溫材料的燃燒性能不應(yīng)低于 B1 級。

“6.7.7 除本規(guī)范第 6.7.3 條規(guī)定的情況外，當(dāng)建筑的外墻外保溫系統(tǒng)按本規(guī)范第 6.7 節(jié)規(guī)定采用燃燒性能為B1、B2 級的保溫材料時，應(yīng)符合下列規(guī)定：

1 除采用 B1 級保溫材料且建筑高度不大于 24 m 的公共建筑或采用 B1 級保溫材料且建筑高度不大于 27 m 的住宅建筑外，建筑外墻上門、窗的耐火完整性不應(yīng)低于0.50 h；

2 應(yīng)在保溫系統(tǒng)中每層設(shè)置水平防火隔離帶。防火隔離帶應(yīng)采用燃燒性能為 A 級的材料，防火隔離帶的高度不應(yīng)小于 300 mm?！?/p>

對以上條文規(guī)定，以表1 的形式進(jìn)行歸納。

表1 與基層墻體、裝飾層之間無空腔的建筑外墻外保溫系統(tǒng)與外窗耐火完整性的應(yīng)用要求

3 耐火窗的定義

3.1 耐火窗叫法的由來

《建規(guī)》首次提出了外窗耐火完整性的技術(shù)要求，在此之前的建筑外窗產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，如 GB/T 8478—2008《鋁合金門窗》、GB/T 20909—2007《鋼門窗》等均沒有對外窗提出耐火完整性這一性能的要求。隨著新版《建規(guī)》的正式實施，2015 年 12 月 1 日實施的 GB/T 31433—2015《建筑幕墻、門窗通用技術(shù)條件》，正式將耐火完整性納入建筑門窗幕墻的通用性能中，作為可選技術(shù)條件予以實施。

無論是《建規(guī)》還是《建筑幕墻、門窗通用技術(shù)條件》，始終以外窗的耐火完整性來提出技術(shù)要求，從未以“耐火窗”的定義出現(xiàn)。耐火窗在我國的標(biāo)準(zhǔn)體系中，直至今日尚無明確的術(shù)語定義。但是耐火窗這個叫法通俗易記，已成為建筑門窗行業(yè)對具有耐火完整性的建筑外窗的一種通用叫法。

3.2 耐火窗是等同于非隔熱型防火窗

在 GB/T 9978.1—2008《建筑構(gòu)件耐火試驗方法 第1部分：通用要求》中對耐火完整性有明確定義：“在標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗條件下，建筑構(gòu)件當(dāng)某一面受火時，在一定時間內(nèi)阻止火焰和熱氣穿透或在背火面出現(xiàn)火焰的能力?！比绻麅H考慮耐火完整性，那么外窗的耐火完整性和非隔熱型防火窗的耐火完整性是同一個性能要求。但是并不能因為耐火完整性的要求相同，就將耐火窗和非隔熱型防火窗兩種產(chǎn)品劃等號，耐火窗和非隔熱型防火窗是完全不同的產(chǎn)品。

建筑外窗是建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件。作為建筑物的重要組成部分，建筑外窗應(yīng)具備抗風(fēng)壓、氣密、水密、保溫、隔聲等性能。而防火窗主要應(yīng)用于建筑物的室內(nèi)防火分隔，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)其耐火性能，并兼有抗風(fēng)壓、氣密等技術(shù)要求，并無建筑外窗涉及的水密、保溫、隔聲等性能要求。換句話說，兩者的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)是不同的；防火窗應(yīng)滿足的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)為 GB 16809—2008《防火窗》，而耐火窗尚無產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。因此，耐火窗和非隔熱型防火窗除了具有相同的應(yīng)對火災(zāi)風(fēng)險時的耐火時間要求外，其他各項性能參數(shù)均有顯著區(qū)別，是完全不同的產(chǎn)品。

3.3 如何定義耐火窗

筆者認(rèn)為，耐火窗的叫法，起因于外窗耐火完整性要求的提出，因此耐火窗的定義其實就是“外窗+耐火完整性”，耐火窗應(yīng)同時滿足建筑外窗相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和耐火完整性的技術(shù)要求。

4 耐火窗耐火完整性的試驗方法

《建規(guī)》正文中并無條款規(guī)定耐火窗耐火完整性的試驗方法，但在條文中作了明確說明：“外窗的耐火完整性應(yīng)按照現(xiàn)行國標(biāo) GB/T 12513—2006《鑲玻璃構(gòu)件耐火試驗方法》進(jìn)行測定”。《鑲玻璃構(gòu)件耐火試驗方法》測定耐火性能時包含了耐火完整性和耐火隔熱型：針對隔熱型耐火構(gòu)件，須同時測試耐火完整性和耐火隔熱型；針對非隔熱型耐火構(gòu)件，例如耐火窗，則僅需測試耐火完整性。

此外，耐火窗在設(shè)計制造時并非是對稱結(jié)構(gòu)。不同的受火面進(jìn)行耐火完整性測試時，其測試結(jié)果明顯不同，而《建規(guī)》中并未對受火面進(jìn)行明確說明。雖根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)條文來理解，耐火窗主要防范的是室外火災(zāi)引起的火災(zāi)蔓延，受火面應(yīng)為室外側(cè)，但是很難保證不同檢測機(jī)構(gòu)和驗收單位對標(biāo)準(zhǔn)的理解不會產(chǎn)生偏差。

全國建筑幕墻門窗標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會（SAC/TC448）認(rèn)為，《鑲玻璃構(gòu)件耐火試驗方法》中對耐火窗耐火完整性試驗方法的依據(jù)是《建筑構(gòu)件耐火試驗方法 第1部分：通用要求》，而該通用要求是面向所有建筑構(gòu)件而制定的，沒有考慮到建筑外窗自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性能指標(biāo)，不能對建筑外窗耐火完整性作出科學(xué)合理的檢測和判定。因此編制了國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑門窗耐火完整性試驗方法及判定要求》。該標(biāo)準(zhǔn)的編制工作已完成，正等待正式發(fā)布，其試驗方法的制定充分考慮了建筑外窗的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，與《鑲玻璃構(gòu)件耐火試驗方法》有顯著區(qū)別。

但筆者認(rèn)為，即使該國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑門窗耐火完整性試驗方法及判定要求》正式發(fā)布，只要《建規(guī)》沒有被修訂采用，仍應(yīng)按《鑲玻璃構(gòu)件耐火試驗方法》來測定外窗的耐火完整性。

5 耐火窗是否應(yīng)具備自動關(guān)閉功能

《防火窗》產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)對帶有可開啟扇的活動式防火窗提出了明確要求，要求活動式窗扇應(yīng)安裝熱敏感元件，并應(yīng)在耐火試驗開始60s內(nèi)能自動關(guān)閉，以確?；馂?zāi)時可能處于開啟狀態(tài)的窗扇能自動關(guān)閉而起到應(yīng)有的防火分隔作用。《建規(guī)》中并無耐火窗應(yīng)具備自動關(guān)閉功能的明確要求。因此，行業(yè)內(nèi)對此爭議較大。

主流的反對意見認(rèn)為，目前在防火窗上應(yīng)用的自動關(guān)閉機(jī)構(gòu)直接裸露在外，主要考慮其可靠性；但是如果將其應(yīng)用在外窗上，那么必須考慮外窗的外觀美觀性而去設(shè)計隱蔽式的自動關(guān)閉機(jī)構(gòu)。而隱蔽式的自動關(guān)閉機(jī)構(gòu)必然會影響到外窗原有的水密、氣密、隔聲等性能，對于生產(chǎn)企業(yè)而言需要較長的研發(fā)周期和較高的研發(fā)成本。既然規(guī)范和政策文件均沒有明確規(guī)定，就沒有研發(fā)的必要性。

但是，建筑外窗由于需要日常通風(fēng)，因此常處于開啟狀態(tài)，如火災(zāi)發(fā)生時室內(nèi)處于無人狀態(tài)，或無法及時將其關(guān)閉，那么不具備自動關(guān)閉功能的耐火窗就會形同虛設(shè)，無法起到應(yīng)有的火災(zāi)分隔作用。也就是說，不具備自動關(guān)閉功能的耐火窗在實際使用中存在著極大的火災(zāi)安全隱患，無法達(dá)到《建規(guī)》的編制目的。江蘇省 DGJ32/J 26—2017《住宅設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》在第 8.9.3 條的條文說明中，對具有耐火完整性外窗的自動關(guān)閉功能已做了相關(guān)要求：“該房間的外窗宜具備火災(zāi)時熔斷器熔斷后自動關(guān)閉功能。” 既然《建規(guī)》中并沒有明確規(guī)定，那么筆者認(rèn)為各地就應(yīng)像江蘇一樣，在地方標(biāo)準(zhǔn)或相關(guān)政策文件中明確規(guī)定耐火窗應(yīng)（宜）具備自動關(guān)閉功能，以確保耐火窗在火災(zāi)發(fā)生時起到應(yīng)有的作用。

6 對耐火窗進(jìn)行工程驗收的建議

從耐火窗“外窗+耐火完整性”的定義來看，耐火窗的產(chǎn)品主體是建筑外窗。但是，該建筑外窗應(yīng)同時符合建筑外窗的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和耐火完整性這一安全性能。耐火窗作為建筑外窗的一種類型，并不在消防產(chǎn)品3C強(qiáng)制性認(rèn)證的目錄內(nèi)，不是消防產(chǎn)品，不需要獲取消防產(chǎn)品3C強(qiáng)制性認(rèn)證證書。

為使建筑外窗具有耐火完整性這一技術(shù)性能，必須從型材加強(qiáng)、防火玻璃、防火五金件、阻燃膠條及耐火五金等方面，對普通外窗進(jìn)行技術(shù)處理；而這些構(gòu)造設(shè)計不可避免地會對外窗原有的抗風(fēng)壓、水密、氣密、隔聲、保溫等性能造成負(fù)面影響。因此在工程驗收時，建議對同一批次產(chǎn)品按當(dāng)?shù)毓こ虖?fù)檢要求，分別進(jìn)行抗風(fēng)壓、水密和氣密等其他性能的檢測，隨后再進(jìn)行耐火完整性檢測，以確保工程上使用的耐火窗能同時符合建筑外窗的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和耐火完整性要求。

提出建筑外窗耐火完整性要求，是公安部組織相應(yīng)部門廣泛調(diào)研并結(jié)合我國國情，以降低外墻外保溫火災(zāi)風(fēng)險為目的所采取的重要技術(shù)措施之一。根據(jù)《建規(guī)》要求，如在特定條件下使用更低燃燒性能等級的外保溫材料，則外墻上使用的建筑外窗的耐火完整性不應(yīng)低于0.50h（詳見表1）。外窗耐火完整性要求的提出，是以降低外墻外保溫材料的燃燒性能等級為前提的，因此在對外墻外保溫材料的燃燒性能進(jìn)行工程驗收時，理應(yīng)同時對必須滿足耐火完整性要求的建筑外窗進(jìn)行驗收，以免出現(xiàn)質(zhì)量漏洞。同時，耐火窗作為降低外墻外保溫系統(tǒng)火災(zāi)風(fēng)險的配套產(chǎn)品，建議由同一驗收主體進(jìn)行工程驗收，以明確責(zé)任，避免部門之間相互推諉，發(fā)生責(zé)任主體懸空的管理困境。

7 結(jié) 語

建筑消防安全的責(zé)任重于泰山。耐火窗產(chǎn)品作為以降低外墻外保溫火災(zāi)風(fēng)險為目的的重要技術(shù)措施，是抵御高層建筑外部火災(zāi)的第一道屏障。其重要性不言而喻。目前江蘇、山西、遼寧等省都已開始加強(qiáng)耐火窗產(chǎn)品的工程驗收或工程抽檢工作。建議各級管理部門、施工單位和監(jiān)理單位能切實履行好各自職責(zé)，確保耐火窗產(chǎn)品的質(zhì)量符合《建規(guī)》的要求。