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木质防火门耐火性能试验中不合格原因分析及改进措施

文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2019-1-29     浏览次数:    
  木质防火门耐火性能试验中不合格原因分析及改进措施
  王志远1,周杨2

  (1.济南市消防支队,山东济南250100;2.山东省产品质量检验研究院,山东济南250102)


  摘要:结合木质防火门产品在耐火试验中不合格的几种形式,分析了防火门不合格的原因,并提出了相应的改进措施,对木质防火门产品质量的提高有指导作用。


  关键词:木质防火门;耐火试验;


  改进措施木质防火门是现代建筑消防设施中重要的建筑构件,主要设置在楼梯间及防烟前室、管道井等部位,可以防止火灾的蔓延,减少火灾损失。

  木质防火门作为防火门产品中的一种主要形式,相对钢质防火门来说,具有装饰性好、经济、环保、重量轻、便于施工和包装运输等优点,广泛应用于高层建筑及民用、工业建筑的防火场所,如宾馆、饭店、居室、仓库、油库、机房、配电房等。但据调查,木质防火门产品质量现状却不容乐观,市面上经常出现偷工减料的木质防火门产品,如不经过专业检测,仅靠现场判定很难准确判断出产品的质量。需要通过技术手段找出产品不合格原因加以改进。


1防火门耐火性能试验方法及要求
  1.1试验方法(1)
  防火门耐火性能试验包括耐火完整性、耐火隔热性。耐火完整性,是指在标准耐火试验条件下,当建筑构件某一面受火时,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。耐火隔热性是指在标准耐火试验条件下,当建筑构件一面受火时,在一定时间内背火面温度不超过规定极限值的能力。
  (2)试验用设备为全封闭垂直燃烧炉,满足GB/T9978.1-2008《建筑构件耐火试验方法第1部分:通用要求》相关条款要求,采用管道天然气明火加热,使试样受到与实际火灾相似的火焰作用。全封闭垂直燃烧炉采用外罩耐热不锈钢套管或耐热瓷套管的镍铬-镍硅(K型)热电偶监测炉内平均温度,其值应满足公式(1):
  T=345lg(8t+1)+20(1)式中:t———时间,min;T———炉内平均温度,℃。

  根据公式(1),炉内平均温度随时间变化的标准温度-时间曲线如图1所示。

  1.2试验要求
  (1)防火门试件在耐火试验期间发生以下任一情况均认为试件丧失耐火完整性:①进行棉垫试验,棉垫被点燃;②进行缝隙探棒试验,缝隙探棒可以穿过试件进入炉内;③背火面出现火焰并持续时间超过10s。

  (2)试件在耐火试验期间发生以下任一情况均认为试件丧失耐火隔热性:①平均温升超过初始平均温度140℃;②试件背火面(除门框外)最高温升超过初始平均温度180℃;③门框最高温升超过初始平均温度360℃。


2木质防火门耐火试验不合格原因
  2.1木质防火门结构及特点(1)木质防火门是指用难燃木材或难燃木材制品制作门框、门扇骨架和门扇面板,门扇内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[1]。
  (2)木质防火门是利用木材本身良好的隔热性能设计制作而成,在试验中较少出现背火面温度超标问题,因此,木质防火门很适于做隔热防火门。木质防火门在受火时,相对钢质防火门形变较小,利于保持耐火完整性,也利于大尺寸防火玻璃的安装,因此镶玻璃结构的防火门多采用木质防火门[2]。
  2.2不合格原因分析
  2.2.1木质单扇防火门
  木质单扇防火门主要不合格现象为框-扇对接缝烧穿,多发生在框-扇上缝和框-扇立缝处。至于框-扇下缝,该位置在耐火试验中,温度相对较低,气压多为负值,一般不会发生问题,耐火试验中,该部位均采取封堵措施,不作为考核内容。
  (1)在耐火试验中,火所形成的热气流方向是向上的,框-扇上缝的框构件正垂直于炉内热气流,且突出于门扇表面,因此,在试验中其受损程度是最严重的。试验中,突出于门扇表面的门框部位逐渐被烧掉,因此加大该部位的深度、宽度或提高木材的阻燃性能,将有助于延长该部位耐火时间。当该部位烧毁后,框-扇间缝隙将直接暴露在火焰中,框-扇间防火密封条受火膨胀填满缝隙,随着高温热气流对缝隙处不断侵蚀,缝隙两侧的木质结构逐渐炭化,膨胀的防火密封条受炉内压力影响粉化脱落,框-扇间缝隙逐渐变大,热气流经门缝外溢,导致门缝烧穿,因此框-扇对接处缝隙越小,密封条效果越好,其耐火极限时间越长。
  目前国内用于提高木材阻燃性能的方法主要有两种:①采用高密度木材并对其进行阻燃处理;②在木材外表面贴防火板[3]。高密度木材成本高昂,且阻燃处理周期较长,因此消防工程中,多在防火门门框向火面外包一层或多层防火板来提高其阻燃性能[4]。但由于外包防火板自身的重量和所处位置垂直于热气流的原因,上框处外包防火板较易脱落。因此,在确保外包防火板质量的同时,提高外包防火板与门框,尤其是上框连接的可靠性将有助于减少该类不合格现象的发生。
  (2)在框-扇立缝处,热气流方向与门框平行,耐火试验时相对于框-扇上缝处,受损程度较小,且门框外包防火板与地面垂直,与上框处悬空的防火板相比,不易脱落。因此,框-扇立缝烧穿一般迟于框-扇上缝。
  框-扇立缝有铰链(防火合页)侧,框-扇间由两副或三副铰链相连,框-扇间缝隙、错位较小,防火密封条不易脱落,因此框-扇立缝有铰链侧烧穿现象较有门锁侧烧穿现象少。
  (3)防火锁安装部位,受锁体影响,门缝密封不连续或密封条局部宽度过小,此种情况,若木材阻燃性能较差或阻燃补助措施不到位,也会在框-扇锁边立缝处出现烧穿现象。此类由于防火密封不连续造成的烧穿现象在铰链处也有发生,但并不常见。
  2.2.2木质双扇防火门

  (1)木质双扇防火门主要不合格现象为扇-扇对接缝蹿火,其蹿火直接原因为双扇门两侧门扇在耐火试验时形变不一致。在耐火试验中,双扇防火门相对固定扇四周龙骨木材炭化的收缩力引起门扇向向火面一侧收缩,门扇外凸,而相对固定扇门扇上下均有插销与门框固定,因此该收缩力导致中间锁点向外凸起,由于相对活动扇上下端并无固定措施,锁点的外凸导致相对活动扇锁边一侧的上下端外翘,扇-扇对接缝严重错位,导致了不合格现象的出现。图2(a)所示防火门相对活动扇锁边上端由于闭门器的存在,导致扇-扇对接缝上端错位较小,而扇-扇对接缝下端错位必然增大,加速了不合格现象的出现。

  图2双扇防火门试验(2)木质双扇防火门通常在相对固定扇一侧向火面加装盖缝板,而在相对活动扇一侧背火面加装盖缝板。耐火试验时,木质防火门门扇中央门锁处外凸,向火面一侧盖缝板产生的形变直接影响相对固定扇对应边缘的形变,若盖缝板材质为木质,其受火时会附加一个导致外凸形变的力给门扇,使其弯曲形变增大;而处于相对活动扇背火面的盖缝板在耐火试验中温度较低,其存在提高了相对活动扇门锁边缘的抗弯刚度,使其弯曲形变减少,因此,两门扇的反向形变加速了不合格现象的出现。若向火面一侧盖缝板采用无机防火板制作,其受火时膨胀,会附加一个导致内凹形变的力给相对固定扇,该力导致相对固定扇门扇外凸形变减少,而相对固定扇一侧若取消盖缝板,相当于降低了相对活动扇门锁边缘处的抗弯刚度,使其弯曲形变较大,因此,较采用木质盖缝板的双扇门,该结构产生的扇-扇错位量较小。

  综上所述,取消相对活动扇一侧的盖缝板或者采用无机防火板盖缝板,对减少木质双扇门在耐火试验中扇-扇对接缝烧穿的问题是有利的。但是取消相对活动扇一侧盖缝板,需要加强相对固定扇一侧盖缝板的连接强度,且做好门扇中缝的阻燃措施,图2(b)所示为相对固定扇盖缝板受火脱落后,门扇中缝阻燃处理不足且缝隙较大,导致扇-扇对接缝上端蹿火。

  2.2.3木质带玻璃防火门

  木质防火门受火时相对钢质防火门形变较小,在耐火试验中木质镶玻璃防火门因为玻璃安装过紧,门扇形变过大而造成防火玻璃破碎、脱落的现象并不多见。不合格现象多为玻璃洞口处蹿火(见图3)。其原因:①玻璃周边防火密封材料选择不当,且填充不实,在耐火试验中过早烧毁,或收缩形成穿透缝隙,导致热气流从缝隙中溢出,造成玻璃与门扇接缝处烧穿;②玻璃洞口木质骨架材质松软,阻燃处理不足,骨架侧面未采取有效防护措施,导致耐火试验中,玻璃与门扇骨架接缝处木质部分一侧被烧毁,造成烧穿现象。


3提高木质防火门性能的改进措施
  通过对木质防火门主要不合格形式进行分析,对提高木质防火门性能,提出以下改进措施:
  (1)适当增加门扇厚度,选择密度较高的木材,特别是对于甲级门,最好选用高密度的木材制作,如硬质柳桉木。
  (2)提高木材的阻燃性能,阻燃剂性能应达国家相关标准要求。
  (3)门扇内填充密度较高的无机防火门芯板,填料越整越好。防止火焰穿透无机防火门芯板自身拼缝或门扇木质龙骨与无机防火门芯板间缝隙,导致不合格。
  (4)适当提高止口宽度与深度,即框-扇搭接尺寸与门框厚度。
  (5)在防火锁、铰链(防火合页)等五金件部位,加强阻燃补偿措施。如安装防火锁时将锁安装位置适当靠近背火面,并在门扇向火面增加防火板或提高防火板厚度。在铰链附近密封条被侵占位置处,应设法在其旁边予以补加,补加的防火密封条宽度略大于原密封条宽度,以补偿因密封条不连续造成阻燃效果降低的情况。
  (6)在门框受火面外包一层或多层防火板。多层薄防火板胶接使用,在高温下极易因胶接失效而脱落,建议采用单层防火板。防火板与门框在胶接后通过圆钉或木螺钉等机械连接方式增强连接强度,钉距不宜超过50mm。
  (7)木质双扇防火门取消相对活动扇一侧的盖缝板或者采用无机防火板盖缝板,加强相对固定扇一侧盖缝板的连接强度和门扇中缝的阻燃措施。

  (8)木质防火门镶玻璃时,在玻璃洞口周边粘贴一层防火板,其宽度与门扇厚度一致,防火板与玻璃连接处粘贴防火密封条,要求密封条连续,确保耐火试验时受火面玻璃压条烧穿后,玻璃洞口木质骨架不会直接暴露在火焰中,导致洞口较早烧穿。


4结束语

  木质防火门各组件质量,如防火锁、铰链(防火合页)、防火板、无机防火门芯板、防火密封件等,均对防火门质量产生重要影响,在采取改进措施时需全面考虑各组件对防火门整体以及相互间的作用,在改进防火门质量时采取的各种措施均需考虑它的实用价值,只为应付耐火试验而没有实用性的任何措施都是不可取的。希望本文提出的木质防火门改进措施能对防火门生产企业的有所帮助,防火门产品质量越来越好。


  参考文献:
  [1]GB12955-2008,防火门[S].
  [2]孙玉泉,于广和.防火门生产与检测技术[M].济南:黄河出版社,2011:28-101.
  [3]滕彦.防火门产品质量现状及发展方向探讨[J].城市建设理论研究,2013(5):194.
  [4]徐伟,吴智慧,蔡家斌.木质单扇防火门的隔热性能分析[J].木材工业,2010(5):17-18.
  收稿日期:2017-02-09;
  修回日期:2017-04-11

  第一作者地址:山东省济南市高新区新泺大街西首济南市公安消防支队


文章由合肥防火门厂家编辑整理。

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