本標準等效采用國際標準ISO3009—1976《鑲玻璃構件的耐火試驗》。
1主題內容與適應范圍
本標準規定了鑲玻璃構件的耐火試驗裝置、試驗條件、試件要求、試驗程序和耐火極限判定條件。
本標準適用于延緩火焰和熱氣流穿過的非承重垂直的玻璃構件的耐火試驗,如玻璃門、窗、玻璃隔斷和玻璃塊材墻體等。
2引用標準
GB7633門和卷簾的耐火試驗方法
GB5824建筑門窗洞口尺寸系列
3試驗裝置
3.1耐火試驗爐
耐火試驗爐應滿足試件的最小尺寸、升溫條件、壓力條件以及便于試件安裝測試與觀察試驗的要求。
3.2爐內溫度測試儀器
爐內溫度測量采用絲徑0.75~1.00mm的熱電偶。其熱端應伸出瓷管25mm,距試件的最近表面為100mm。測點應避開火焰的直接沖擊。熱電偶應保持良好的工作狀態,累計使用20h后,應用熱電偶校驗儀校驗。熱電偶產生的熱電勢,經溫度變送器或直接送至記錄儀(或計算機),應能隨時準確地顯示標準溫度、單點溫度、平均溫度及偏差溫度。
3.3試件背火面溫度測量儀器
試件背火面溫度測量應采用絲徑為0.5mm的熱電偶,其受熱端應與直徑為12mm、厚度為0.2mm的圓形銅片的圓心焊接,銅片用長、寬均為30mm、厚度為2.0+0.5mm的石棉襯墊或類似材料覆蓋。該材料的比重是900±100kg/m3,導熱系數是0.117~0.143W/(m•℃)。石棉襯墊或類似材料可用耐熱膠粘到試件表面上,但銅片與試件表面之間不得有任何殘留膠漿。
為了檢查試驗過程中出現的全部熱點的溫升,可用一個裝有把手的移動熱電偶。
熱電偶產生的熱電勢,可經溫度變送器或直接送到記錄儀(或計算機),應能隨時準確地顯示平均溫度、單點溫度。
3.4試件背火面輻射照度的測試儀器
試件背火面輻射照度的測量,應采用性能良好的輻射計。它具有瞄準和接收系統,以及數值的打印和繪制時間與輻射照度的關系曲線。
3.5爐壓測試儀器
爐壓測量應采用壓力傳感器,傳感器的設置應能準確測量靜壓頭,不得布設在易受火焰直接沖擊或排氣通路的地方。
3.6儀器設備的精確度
儀器設備應達到以下精確度:
溫度:爐內;土15℃;
其它:土5℃;
壓力:土5Pa;
時間:土10s。
4試驗條件
4.1升溫條件
4.1.1耐火性能試驗應采用明火加熱,使試件受到與實際火災相似的火焰作用。
4.1.2試驗時爐內溫度的上升隨時間而變化,應按下列函數關系式控制,見式(1):
T一T0=345log10(8t+1)……………………………(1)
式中;t——試驗所經歷的時間,min;
T——升溫到‘時間的爐溫,℃;
T0——爐內初始溫度,℃(T0應在5~40℃范圍之內)。
表示以上函數的曲線,即“時間—溫度標準曲線”如圖1所示。
上圖中表示時間、溫度相互關系的代表數值如下表所示:
4.1.3爐溫允許偏差及爐溫均勻性要求、偏離時間—溫度標準曲線的偏差“d”應用式(2)確定:
d=(A—B)×1/B×100………………………………(2)
式中:A——實際平均爐溫曲線下的面積;
B——標準溫度曲線下的面積;
“d”應在以下限度之內:
0~10min時土15%………………………………………①
11~30min時土10%……………………………………②
30min以后土5%………………………………………③
面積的計算方法是,在①的間隔不超過1min,②的間隔不超過2min,③的間隔不超過5min的情況下將面積相加。
在頭10min之后的任何時間內,對于不燃構件,爐溫單點最大允許偏離標準曲線不大于土100℃,對于可燃構件,最大允許偏差不大于土200℃。
4.2壓力條件
試驗開始5min后,爐內應達到在試件自下而上三分之一位置以上范圍內保持正壓。在爐內3m高度上距試件表面100mm處,應有20±5Pa的壓力。
4.3受火條件
試件為一面受火。
5試件要求
5.1材料
試件的材料選用與制作,應和實際使用情況相同。為使試驗能夠進行而作的任何修改,應對試件的耐火性能無重大影響,并對所作的修改進行詳細說明。
5.2尺寸
試件應與實際使用的尺寸相同。門和窗的尺寸應符合GB5824的規定。如果實際尺寸大于試驗爐所能容納的尺寸,則該試件受火部分的尺寸其高不得小于2.5m,寬不得小于2.0m。
5.3數量
試件結構對稱,數量為1個。如果試件結構不對稱、且兩側都要求耐火,數量一般為2個。如果預先能夠確定其中一側為耐火薄弱面,也可只對耐火薄弱面進行一次試驗,數量亦為1個。
5.4安裝
試件的安裝應反映出實際使用的狀況。對玻璃門或窗,其扇與框之間的縫隙應符合GB5824的規定。
對于玻璃門、窗或其它分隔構件,應安裝在實際使用的同類型墻體上進行試驗。當墻型無法確定時,可選用混凝土墻或磚墻,其厚度不小于100mm。安裝時應使鎖閂和緊固件(鉸鏈除外)安裝在背火側。
5.5養護
試驗時,試件的強度和濕度應與實際使用的構件狀態相接近。
厚度小于200mm的濕法生產的試件,養護時間不得小于四周。厚度每增加100mm,養護時間另增加一周。
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6試驗程序
6.1試驗開始與結束1)
試驗開始前,應檢查熱電偶記錄的環境溫度。當試驗爐內的中點位置、距試件表面100mm處的熱電偶溫度記錄到50℃時,便可將其作為試驗的開始時間;同時,所有手動和自動的測量觀察系統都應開始工作。
試驗應按第4章和本章的有關規定進行測量和記錄。當試驗中試件出現第7章所規定的一條或幾條情況時,試驗應立即終止;或雖沒出現第7章所規定的一條或幾條情況,但已達到預定的時間,試驗也可結束。
1)在試驗前記錄環境溫度,其目的是判定試件在試驗過程中背火面的溫升情況。當點燃第一個噴嘴或者開啟的爐門關閉或者在試驗爐內的中點位置、距試件表面100mm處的熱電偶溫度達到50℃時,就作為試驗的開始。本標準采用熱電偶溫度達到50℃時作為試驗開始時間。
6.2測量與觀察
6.2.1爐內溫度的測量,應按3.2、4.1、4.2、4.3規定進行。溫度應連續測量或每隔2min測量一次。熱電偶的數量,在試件表面每1.5m2至少有一個,熱電偶總數不得少于5個。
6.2.2試件背火面溫度的測量2)應按3.3規定進行。溫度應連續測量或每隔2min測量一次。熱電偶的數量不得少于5個,其中一個設在試件的中心,其余分設在試件各四分之一部位的中心。
背火面的平均溫升,如果有某個熱電偶失靈,就用其余熱電偶的平均值,最高溫升要取自固定或其它一支移動式熱電偶。
除防火門外,其它鑲玻璃構件,可不測定背火面溫度。
2)鑲玻璃構件作防火門使用,應按GB7633—87的規定測定背火面溫度,而背火面的輻射照度只是對溫度數據的補充。
6.2.3試件背火面輻射照度的測量,應按3.4規定進行。輻射計設置位置應沿著試件中心的法線方向,距試件背火面一定距離處,每隔1min測量記錄一次。
6.2.4爐內壓力的測量,應按3.5和4.2規定進行,其測量時間應連續或每隔2min測量記錄一次。
爐內應設3個靜壓測點并沿靠近試件邊緣的一條軸線布置,即在試件的頂邊、底邊及試件三分之一高度的位置各設1個。
6.2.5試件完整性測量。在試驗過程中,當試件有火焰或氣體從孔洞和其它縫隙處出現時,則應在這些出現處進行棉墊著火性試驗。棉墊與試件之間保持20~30mm的距離,將其中心靠近裂紋,孔洞或其它縫隙處,時間不少于10~30s,如果棉墊在前一次使用時已經吸潮或被燒焦,就不應再用。
棉墊尺寸為:100mm×100mm,厚20mm。棉墊應由新的、未染色的、柔軟的棉纖維制成,不應混有人造纖維,其重量為3~4g。
棉墊使用前應先放入1054-5℃的干燥箱中,干燥時間不得少于30min。干燥后在干燥箱內存放24h,使用時將其安裝到直徑為1mm金屬絲制成的100mm×100mm的框架內,金屬絲架應裝有把手,便于操作。
棉墊試驗不適于爐內負壓區。如果試驗裂縫或開口在負壓區,則完整性的測量可臨時增加爐內壓力的辦法或測定其縫隙寬度。
棉墊試驗只能用來確定框架和周圍物之間的完整性的損壞,不能用于鑲玻璃處發出的輻射熱而引起棉墊燃燒部位。
6.2.6其它觀察事項
觀察試件在試驗過程中的變形、玻璃的軟化和熔化、玻璃塊的裂縫、孔洞等現象。如果有大量的煙從背火面逸出,應進行記錄。
7耐火極限判定條件
試驗中,當7.1、7.2、7.3各條中規定的任一條出現時,則表明試件達到耐火極限。
7.1失去完整性
7.1.1試件背火面出現火焰,并持續燃燒10s或10s以上。
7.1.2按照6.2.5條進行棉墊著火性試驗,棉墊被點燃時則表明試件失去完整性。
7.2失去絕熱性
鑲玻璃構件作為防火門使用,凡每扇門的玻璃面積超過0.065m2,按GB7633測點布置方法測定背火面溫度。
7.5臨界輻射照度
按3.4與6.2.3條規定,測定試件背火面輻射照度。
a.距試件背火面3m的位置,輻射照度達到0.42w/cm2。
b.距試件背火面在等于其較小尺寸(長度或高度)1.2倍的距離內,輻射照度達到3.35w/cm2。
8檢驗報告
檢驗報告應包括以下內容:
a.樣品名稱;
b.受檢單位和生產廠名稱;
c.采樣方式;
d.檢驗日期;
e.試件構造、照片及其所用材料的技術數據;
f.輻射照度、溫度與變形數據及其說明;
g.檢驗結論;
h.責任檢驗員、檢測部主任、技術科長、中心主任簽字;
i.檢測單位蓋。
附加說明:
本標準由中華人民共和國公安部提出。
本標準由全國消防標準化技術委員會歸口。
本標準由公安部天津消防科學研究所負責起草。
本標準主要起草人楊兆麟、宋維和、吳鋆。