浅析影响防火门耐火性能的因素

浅析影响防火门耐火性能的因素

(广东产品质量监督检验研究院 消防产品检测室，广东 广州 510330)

[摘 要]文章通过Warrigton防火构建试验炉对木质防火门和不同内填充材料的钢质防火门进行试验检测，对结果进行了研究，结果表明：防火门的不同外表材质对耐火性能的影响较小；耐火性能最佳依次为钢质防火门(内填充珍珠岩)和木质防火门(内填充珍珠岩)、钢质防火门(内填充岩棉)、钢质防火门(内填充玻璃棉)，为防火门的生产与应用提供参考。

[关键词]防火构建试验炉；木质防火门；钢质防火门；耐火性能

[中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2011)06-0099-02

张正，刘志鹏，代培刚，陈英杰，张阳

Analysis on Factors Effect the Performance of Fire Resistant of

Fire Resistant Doorsets

Zhang Zheng, Liu Zhipeng, Dai Peigang, Chen Yingjie, Zhang Yang

(Guangdong Testing Institute for Product Quality Supervision, Guangzhou 510330, China)

Abstract: The paper showed the fire proof performance of fire resistant timber door sets and fire resistant steel door sets with different filling materials, which was tested by Warrigton Fire resistant burner for building components. Analyzing the testing results, the following conclusion was obtained: the impact on fire resistance according to different surface materials of the fire resistant doorsets was small, and the best ones can be ranked as: fire resistant steel doorsets(filled with perlite)and fire resistant timber doorsets(filled with perlite), fire resistant steel doorsets(filled with rock wool), fire resistant steel doorsets(filled with glass wool), hoping to provide useful reference for the manufacture and application of the fire resistant doorsets.

Keywords: fire resistant burner for building components；fire resistant timber doorsets；fire resistant steel doorsets；the performance of fire resistant

随着国民经济迅速发展，国内近三十年来的住宅和公共场所的建筑较以前有了相当大的变革，以前的建筑大多为低层建筑，且以前对于防火结构、建材并无要求，但随着城市的发展以及城市的进步，人民居住模式逐渐由低层建筑改变为高层建筑，随着居住密度的提升，对于防火安全的要求，也相应的提高。当发生火灾时，如何阻隔火势，争取逃生时间是一项非常重要的课题，尤其在人口密集的住宅区或是大型的公共场所，若能在一定的时间内阻隔火势的蔓延，不仅可以降低伤亡人数，更能减少财产损失，最大限度的降低火灾的危害[1-2]。

防火门作为公认的能有效阻止火势的被动式防火装置，一般发生火灾时，防火门能将高温和浓烟在某一特定区域内，使火势不能迅速蔓延。所以防火门耐火性能的优劣在建筑发生火灾的救援中起着关键性作用[3-4]。

钢木质防火门(fire resistant timber doorsets with steel structure)是用钢质和难燃木质材料或难燃木材制品制作门框、门扇骨架、门扇面板，门扇内若填充材料，则填充对人体无毒无害的防火隔热材料，并配以防火五金配件所组成的具有一定耐火性能的门。

其他材质防火门(other material fire resistant doorsets)是采用除钢质、难燃木材或难燃木材制品之外的无机不然材料或部分采用钢质、难燃木材、难燃木材制品制作门框、门扇骨架、门扇面板，门扇内若填充材料，则填充对人体无毒无害的防火隔热材料，并配以防火五金配件所组成的具有一定耐火性能的门。

(3)按照门的耐火性能分类，依据GB 12955-2008《防火门》的要求，防火门可以分为隔热防火门(A类 fully insulated doorsets)、部分隔热防火门(B类partially insulated doorsets)、非隔热防火门(C类no insulated doorsets)三种。

1 防火门的概念及分类

防火门是指按照GB/T 9978.1-2008《建筑构件耐火试验方法 第1部分：通用要求》检测，耐火性能达到GB 12955-2008《防火门》表1要求的门。

(1)按防火门的开启方式将防火门分为闭式防火门和开式防火门两种。

闭式防火门是指防火门平时处于关闭状态，人员通过时推动门使门开启的门。闭式防火门由扇、门口、闭门器、顺序器、防火锁、防火合页等组成。特点是结构简单、造价低廉，日常不需要维修。我国目前使用的防火门约有90 %以上为闭式防火门；开式防火门是指防火门平时处于开启状态，发生火灾时能自动关闭的门。

开式防火门由门扇、门口、闭门器、顺序器、防火锁、防火合页、电磁释放阀、中心控制系统等组成。动作原理为：火灾自动报警系统发现火灾→通知火灾联动系统→通知远程控制模块动作→打开电磁释放阀→释放平开防火门并通过闭门器将防火门关闭。

(2)根据构成防火门框、门扇骨架、门扇面板的材料将防火门分为钢质防火门、木质防火门、钢木质防火门及其他材质防火门[5-6]

。

钢质防火门(fire resistant steel doorsets)是用钢质材料制作门框、门扇骨架和门扇面板，门扇内若填充材料，则填充对人体无毒无害的防火隔热材料，并配以防火五金配件所组成的具有一定耐火性能的门。

木质防火门(fire resistant timber doorsets)是用难燃木材或难燃木材制品作门框、门扇骨架、门扇面板，门扇内若填充材料，则填充对人体无毒无害的防火隔热材料，并配以防火五金配件所组成的具有一定耐火性能的门。

2 防火门的技术要求

表1 防火门按耐火性能分类的技术要求

Tab.1 Classification of fire resistant doorsets according to the

technical requirements for fire resistance

名称

耐火性能

耐火隔热性≥0.50 h 耐火完整性≥0.50 h耐火隔热性≥1.00 h 耐火完整性≥1.00 h耐火隔热性≥1.50 h 耐火完整性≥1.50 h耐火隔热性≥2.00 h 耐火完整性≥2.00 h耐火隔热性≥3.00 h 耐火完整性≥3.00 h

部分隔热防火门(B类)

耐火隔热性≥0.50

h

代号 A0.50(丙级) A1.00(乙级) A1.50(甲级) A2.00 A3.00

隔热防火门(A类)

耐火完整性≥1.00 B1.00 耐火完整性≥1.50 B1.50 耐火完整性≥2.00 B2.00 耐火完整性≥3.00 B3.00

C1.00 C1.50 C2.00 C3.00

非隔热防火门(C类)

耐火完整性≥1.00 h 耐火完整性≥1.50 h 耐火完整性≥2.00 h 耐火完整性≥3.00 h

依据GB 12955-2008《防火门》防火门的耐火性能分类如表1所示。

耐火极限的判定条件为[7]：(1)试验条件：炉内温度T与时间t的关系为T=345log(8t+1)+20；式中T为炉内的平均温度，单位为摄氏度(℃)，t为时间，单位为分钟(min)。炉内压力要求：沿炉

[收稿日期] 2011-01-05

[作者简介] 张正(1982-)，男，山东人，硕士，检验员，主要从事于防火材料与防火构件检测工作。

广 东 化 工 2011年 第6期

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内高度处每米的压力梯度值为8 Pa，在试验开始5 min后压力值为(15±5) Pa，10 min后压力值为(17±3) Pa。(2)耐火极限判断条件，在规定的试验时间内，门应达到以下要求：①不丧失完整性。包括试件背火面出现火焰燃烧并持续燃烧时间未超过10 s，窜过门缝的火焰未点燃棉垫，试件未垮塌；②不丧失隔热性。包括试件背火面的平均温升未超过平均温度140 ℃，试件背火面任一点位置的温度温升未超过初始温度(包括移动热电偶)180 ℃。

间的变化；图6为木质防火门测试过程背火面不同测点温度及平均温度随时间的变化。

(3)按照A1.50(甲级)分别对具有和3.1钢质防火门具有相同外表材质的防火门(内填充材料分别为岩棉、玻璃棉)进行测试，钢质防火门(内填充玻璃棉)进行到56 min时，出现烧穿、背火面窜火，背火面的最高温度达到248.5 ℃；钢质防火门(内填充岩棉)进行到77 min时，背火面最高温度首次超过180 ℃，达到了185.6 ℃。

3 试验部分

耐火性能(也称耐火极限)包括耐火隔热性和耐火完整性，耐火隔热性是指在标准耐火试验条件下，建筑构件当某一面受火时，在一定时间内背火面温度不超过规定温度极限值的能力；耐火完整性是指在标准耐火试验条件下，建筑构件当某一面受火时，在一定时间内阻止火焰和热气穿透或在背火面出现火焰的能力。Warrigton防火构建试验炉系统流程如图1所示，实物图如图2所示。

3 1 4 2 6 5

1-燃气供应站；2-Warrigton防火构建试验炉；3-送风系统和排烟系统；4-汽化炉；5-远程控制室；6-试件吊装压紧系统

图3 标准温度和炉内平均温度随时间的变化 Fig.3 Standard temperature and average temperature of the fire

resistant burner with time

图1 Warrigton防火构建试验炉系统流程

Fig.1 The system chart for Warrigton fire resistant of building

components burner

图4 背火面温度及平均温度随时间的变化 Fig.4 Change of fire back temperature and the average surface

temperature with time

12001000800600

图2 Warrigton防火构建试验炉实体

Fig.2 Warrigton Fire resistant burner for building components

文章以GB/T 9978.1-2008《建筑构件耐火试验方法 第1部分：通用要求》和GB 12955-2008《防火门》为依据，对不同防火门进行测试，并对测试结果进行比对分析，试验中所涉及的温度值均已减去试验开始时的环境温度。

(1)本次钢质防火门(内填充为珍珠岩)按照A1.50(甲级)进行测试，图3为钢质防火门测试过程标准温度和炉内平均温度随时间的变化；图4为钢质防火门测试过程背火面不同测点温度及平均温度随时间的变化。

(2)本次木质防火门(内填充为珍珠岩)按照A1.50(甲级)进行测试，图5为木质防火门测试过程标准温度和炉内平均温度随时

40020001112131标准温度(℃)炉内平均(℃) 图5 标准温度和炉内平均温度随时间的变化 Fig.5 Standard temperature and average temperature of the fire

resistant burner with time

(下转第104页)

415161时间/min718191

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ClO2在水中溶解度的下降。 季铵盐带正电荷，能与微生物细胞壁上带负电荷的基团生成

(5)ClO2的残余量能在管网中持续很长时间，故对病毒、细菌电价键。电价键在细胞壁上产生应力，导致溶菌作用和细胞的死的灭活效果比臭氧和氯更有效。 亡。季铵盐也能使蛋白质变性而导致细胞的死亡。它们破坏细胞

(6)ClO2具有较强的脱色、去味及除铁、锰效果。 壁的可透性，使维持生命的养份摄入量降低[4]。 3.1.3.2 二氧化氯的缺点 4 循环冷却水杀生剂的使用原则

二氧化氯性质比较活泼，易爆炸，且其本身也有毒性。运输4.1 综合考虑水中的杂质、水温及pH 时容易发生爆炸，只能现场制备和使用。因此在使用ClO2时要十水质对杀生剂的影响较大，当水中含有氨时，应尽量避免使分注意安全。一般在ClO2制备系统中应严格控制原料稀释浓度[3]，用氯杀生，因为氯能与氨生成氯氨而降低杀生效果，若水中含较防止误操作并应建立相应安全措施。 多的油，则会使季铵盐失效。水温对杀生剂的影响很大，如水温3.1.3.3 二氧化氯的制备 升高，季铵盐的作用减弱。水的pH则对杀生剂有决定性影响。

Cl2+2NaClO2→2NaCl+2ClO2↑ 碱性环境下，氯、铜、二硫氰基甲烷、氯酚会失效，而某些有机或HCl+HOCl+2NaClO2→2NaCl+2ClO2↑+2H2O 硫化合物和季铵盐则较易在碱性冷却水中工作。 3.1.4 臭氧 4.2 氧化性杀生剂和非氧化性杀生剂的联合使用

O3是一种具有特殊的刺激性气味的不稳定气体，常温下为浅氧化性杀生剂和非氧化性杀生剂的联合使用可明显地提高杀蓝色，液态呈深蓝色。O3是常用氧化剂中氧化能力最强的，在水生效果。 中的氧化还原电位为2.07 V，而氯为1.36 V，二氧化氯为1.50 V。4.3 杀菌剂交替使用 由于O3具有很高的氧化还原电位，能破坏或分解细菌的细胞壁，微生物对杀菌剂具有抗药性，其原因是微生物细胞膜发生了容易通过微生物细胞膜迅速扩散到细胞内并氧化其中的酶等有机变化，使杀生剂不能透入，或者微生物发生了遗传基因突变，产物，破坏其细胞膜、组织结构的蛋白质、核糖核酸等从而导致细生了免疫力，因此应过一段时期便更换杀生剂品种，以保证杀生胞死亡。同氯系杀生剂一样，臭氧的杀生效果与冷却水的pH、温效果。 度、有机物含量等因素有关。同氯系杀生剂(二氧化氯除外)不同

5 结语 的是，臭氧不带电荷，因此与微生物之间无静电相斥力，较易接

循环冷却水系统是一项重复利用水资源的节能环保工程，对近微生物，杀生效率高。O3作为高效的无二次污染的氧化剂，是

循环冷却水系统进行合理的微生物杀菌处理，使循环冷却水系统常用氧化剂中氧化能力最强的(O3>ClO2>Cl2>NH2Cl)，能极迅速地

微生物腐蚀和粘泥得到有效的控制，改善了循环水水质，减少临杀灭水中的细菌、藻类、病原体等。

时性检修、停车事故，保证循环冷却水系统长期安全稳定运行，衡量水中杀菌剂的标准，作为杀菌剂的有效性；O3>ClO2>Cl2>

取的良好的经济效益。 氯胺；但对于在水中的稳定性；氯胺>ClO2>C12>O3，从两个方面

综合考虑，则可认为ClO2的杀生效果最好。

3.2 选用非氧化性杀菌剂 参考文献

非氧化性杀菌灭藻剂不是以氧化作用杀死微生物，而是以致[1]中国腐蚀和防护学会主编．《金属的局部腐蚀》，化学工业出版毒作用于微生物的特殊部位，因而它不受水中还原物质的影响。社． 非氧化性杀菌灭藻剂通常是氯酚类、季铵盐类的非氧化性化合物。[2]李本高．《现代工业水处理技术和应用》，化学工业出版社． 非氧化性杀菌灭藻剂的杀生作用有一定的持久性，对沉积物或黏泥[3]周本省．《工业水处理技术》，化学工业出版社． 有渗透、剥离作用，受水中pH、硫化氢、氨等还原物质的影响较小。 [4]李培元．《火力发电厂水处理及水质》，中国电力出版社． 3.2.1 氯酚类

氯酚类杀生剂主要有双氯酚、三氯酚和五氯酚。氯酚类杀生

(本文文献格式：郭启世．敞开式循环水微生物控制技术讨论[J]．广剂的杀生作用是由于它们能吸附在细胞壁上，然后扩散到细胞结

东化工，2011，38(6)：103-104)构中，在细胞质内生成一种胶态溶液，并使蛋白质沉淀。

3.2.2 季铵盐

(上接第100页) 140120100温度/℃8060402001112131背火1(℃)背火3(℃)背火5(℃)背火7(℃)背火9(℃)背火平均(℃)背火2(℃)背火4(℃)背火6(℃)背火8(℃)背火10(℃)

背火面窜火等不合格项。木质防火门的外表为经阻燃处理的杉木板，钢质防火门的外表为厚约2 mm的钢板。两种防火门都进行A1.50(甲级)试验。

结果表明，两类防火门都达到了A1.50(甲级)的耐火性能的要求，背火面的最高温度都低于140 ℃，背火面的最高温度都远低于180 ℃；两类防火门的不同外表材质对耐火性能的影响较小。

(2)对比3.1、3.2和3.3可得知，影响防火门的主要因素在于内填充材料，试验结果表明，耐火性能最佳的防火门依次为，钢质防火门(内填充珍珠岩)和木质防火门(内填充珍珠岩051)、钢质防火门(内填充岩棉)、钢质防火门(内填充玻璃棉)。

参考文献

[1]付利民．木质防火门制造工艺简述[J]．2005，8：74-75． [2]杨笛．新型防火门芯板的研制[J]．2008，4：49-51．

[3]霍然，袁宏永．性能化建筑防火分析与设计[M]．合肥：安徽科学技术出版社，2003．

[4]王广军，边庆策，史毅，等．建筑构件耐火性能试验炉的研制与应用[J]．建筑科学，1999，2：29-35． [5]GB 12955-2008．防火门[S]．

[6]GB 12955-1991．钢质防火门通用技术条件[S]．

[7]GBT 9978-2008．建筑构件耐火试验方法(第一部分)：通用要求[S]．

(本文文献格式：张正，刘志鹏，代培刚，等．浅析影响防火门耐火性能的因素[J]．广东化工，2011，38(6)：99-100)

图6 背火面温度及平均温度随时间的变化 Fig.6 Change of fire back temperature and the average surface

temperature with time

415161时间/min7181914 试验结果与分析

(1)从图3至图6可得知，木质防火门(内填充珍珠岩)的背火 面最高温度为116.9 ℃，背火面平均最高温度为87.5 ℃；钢质防火门(内填充珍珠岩)背火面的最高温度为132.3 ℃；背火面平均最高温度为96.7 ℃。试验过程中，两类防火门都没出现坍塌、烧穿、