防火门耐火性能试验若干问题的解析

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摘 要：本文依据防火门国家标准，通过日常防火门检测试验，对防火门耐火性能试验中的一些常见问题进行了叙述与讨论，并着重分析常见的耐火性能不合格的原因。

关键词：防火门 耐火性能 不合格原因

防火门是各类建筑中最常见的可启闭防火分隔构件。符合要求的防火门应具有良好的耐高温、隔热及防烟雾穿透的性能，确保发挥其防火分隔作用。随着社会的进步，城市的发展，高层建筑越来越多的出现在生活中，高层防火也越来越受到人们的重视。在高层建筑中防火门应强制安装，在建筑消防产品中被称为生命之门，一直以来，备受消费者和监管部门关注。防火门同样是消防产品质量问题最突出的领域[4]。而在防火门的各项性能指标中，最重要，同时也是最直观的一项就是耐火性能，按照标准要求是能够满足耐火隔热性和耐火完整性要求的，很多劣质防火门由于采用了不安全的制作工艺或不合格的填充材料而在实际火灾中会出现串火，烧穿甚至坍塌，耐火性能严重不合格。本文通过大量的防火门检测试验，对防火门耐火性能试验过程中遇到的若干问题进行讨论，并就常见的不合格原因进行分析。

1 相关标准与依据

现行的防火门国家标准为：GB12955-2008 《防火门》[1]。此标准是2008年重新修订的，代替了GB 12955-1991《钢质防火门通用技术条件》和GB 14101-1993《木质防火门通用技术条件》。新版标准合并了以前的木质防火门和钢制防火门，统一为防火门。同时，从国外标准中引入了部分隔热防火门和非隔热防火门的概念和要求，对防火门的分类由原来仅按隔热防火门分类，改为按隔热防火门（A类）、部分隔热防火门（B类）和非隔热防火门（C类）进行分类；并将原来的甲、乙、丙级防火门的耐火性能调整为1.5h、1.0h和0.5h，丰富了我国防火门产品的种类，增加了实际应用的选择余地。同时，新版标准还规定门扇内若填充材料，应采用对人体无毒无害的防火隔热材料以减少对人身健康的影响，以及还增加了钢木质防火门和其他材质防火门的内容和要求，该标准实施已3年多，国内生产企业基本上都已执行该标准。

防火门的耐火性能试验方法依据国标GB/T7633-2008 《门和卷帘的耐火试验方法》[2]。同时，该标准部分引用国标GB/T9978.1-2008《建筑构件耐火试验方法 第1部分：通用要求》[3]。规定：防火门的耐火性能分为耐火完整性和耐火隔热性。其中耐火完整性是指在标准耐火试验条件下，试件当某一面受火时，在一定时间内阻止火焰和热气穿透或避免在背火面出现火焰的能力；而耐火隔热性主要为在标准耐火试验条件下，试件当某一面受火时，在一定时间内背火面温度不超过规定极限值的能力。

2 防火门耐火性能试验中注意事项

GB/T7633-2008和GB/T9978.1-2008规定了防火门的耐火性能试验方法。简单的表达出来即是，将已达到试验要求的防火门试样固定于防火门试验炉上，在炉内点火，并按规定的速率升温，对防火门进行耐火试验，在规定的时间内，通过事先布置于防火门背火面上的热电偶测出的温升是否超出规定范围以及是否观察到存在串火或破损等情况来判定该防火门是否符合标准。

按照以上两个标准的要求，在防火门试验进行前，需对防火门试样进行适当的养护，主要是对试样含水率的处理，即对试样进行干燥处理：将试样放置于温度（23浚妗⑾喽允龋0）%的环境中以达到平衡。木质防火门由于主要成分是木材，吸收水分的可能性较大；而钢制防火门虽然结构中不含易吸水的材料，但由于其在实际应用中，门框是固定在水泥混凝土结构墙体内，为了使实验室里的试验接近于实际运用情况，应将钢质防火门的门框内用水泥填充，同时，按照以上要求进行养护以达平衡。钢木质防火门兼顾以上两者的特点，也应进行必要的养护。只有养护达到平衡条件（即：间隔24h测量试件的质量，两次测量的数值差不会超过试件总重的0.1%）的试件，才能进行耐火性能试验。

防火门的种类繁多，尺寸更是大小不一，有宽度超过1.5m的过道门，宽度约为1m的进户门，也有宽度约为0.6m的管道井门。高度也是不能完全统一。对于不同尺寸的防火门，需要在试验炉上制造适合的刚性框架，对应相对的防火门，使其能够刚好固定其中。在我们的日常试验中，常用耐火砖在试验炉上构造出一个适合的框架（门洞），然后将试样固定上，一面受火，一面布上热电偶以测量温升。若试样与门洞之间仍存在些许缝隙，则可使用耐火棉等不燃物质填充。这与防火门的实际使用环境基本相一致。

防火门耐火性能试验进行时，随着炉内火焰温度的升高，会有大量浓烟产生。钢制防火门门扇还会发生向受火面弯曲的现象（图4B），这是由于门扇自受火面至背火面温度处于递减状态而导致的。特别对于门扇边缘的钢结构，温差的存在导致热伸长出现差异，相互间存在一种剪应力，导致门边弯曲。而木质防火门则无此种现象，这与材质的不同密切相关。

在试验进行中，若背火面出现裂缝，或者有烟气冒出，则可使用棉垫试验来判定是否丧失完整性。若裂缝扩大，则可用缝隙探棒来进一步检查。而是否丧失隔热性可通过背火面热电偶的读数来判断。若发现试样已丧失完整性或隔热性，则可提前停止试验。

3 防火门耐火性能试验不合格的原因分析

防火门可分为钢质防火门、木质防火门、钢木质防火门以及其它材质的防火门四类。其中，市场上又以其三种占绝对主导。这三种防火门由于其材质的不同，而具有不同的特性：钢制防火门是钢制材料，具有较好的不燃性以及一定的机械性能，耐火完整性较强，但同时钢材也具有较高的导热性以及热膨胀系数，不利于耐火隔热性；木质防火门的木材具有良好的隔热性，但木材毕竟是可燃性材料，阻燃时间必定有限；钢木质防火门则继承了上两种防火门的优点，但同时也不可避免的存在着同样的缺点。由于防火门材质的不同的特性，它们耐火性能不合格的原因也是不尽相同。钢质防火门更多的可能由于耐火隔热性较差或者受热发生形变过大而致使门缝开裂。木质防火门则更有可能发生串火甚至烧穿现象[5]。

3.1：防火门丧失耐火完整性主要体现在门框与门扇上沿接缝烧穿（图1）和门框与门扇锁边接缝烧穿（图2），此外还有门扇部位烧穿（图3）。而双扇防火门中的门扇与门扇接

（1）门框与门扇上沿接缝烧穿：这种现象在防火门丧失耐火完整性的情况中最为常见。由于火焰所形成的热气流方向是向上的，相对炉内上方温度要高于下方。门框与门扇上沿接缝处正垂直于热气流，且大部分的门框上部都是突出门扇，受热面积更大（图6），因此，试验中损伤的程度是最严重的。一旦存在门扇与门框上沿之间的缝隙不够严实的情况，极易在此处发生烧穿。可见，门扇与门框上沿缝隙严实的程度是可防止此处烧穿。而由于木质防火门一般并无下框，从而导致其门框具有一定活动性，在试验时不够稳定，容易出现缝隙过大的现象，这一点在进行耐火性能试验时应当注意。若木质防火门门框设置外包防火板与内夹防火板能有效的提升耐火性能。而对于钢制防火门，门扇受热而产生的过大变形将会导致门框与门扇间过大的错位也将会造成上缝烧穿（图4 A）。

（2）门框与门扇锁边接缝烧穿：门框与门扇锁边接缝上的框构件与热气流方向平行，耐火试验中，相对上沿接缝的构件，损伤程度要小（图7），同时，门框外包的防火板是处于垂直地面状态，相对上框，也不容易脱落，所以在门框门扇间未出现错位的情况下，锁边立缝烧穿一般迟于上沿接缝。锁边立缝出现烧穿问题多因框-扇错位所致，而导致框-扇错位的主要原因是锁安装不当，若锁具安装过紧，锁体金属受热产生张力可能会导致门扇内填充材料分裂，从而影响耐火性能，进而发生烧穿。在试验后期，门扇锁边往下甚至会严重外翘，在锁安装处出现折点。过大的错位造成门缝密封失效烧穿，也是锁边立缝在耐火试验中烧穿的主要形式。

（3）门扇部位烧穿：相对于门缝而言，门扇部位由于受热面积相对平均，耐火性能要好不少，相对并不容易出现。而出现此种问题的最主要原因就是内填充材料阻燃能力太差，要么高温情况下出现爆裂，要么发生收缩，从而致使火焰直接接触面板而发生烧穿。

（4）双扇门的门扇与门扇之间烧穿：由于双扇门两扇门扇一为相对固定扇，通常用插销与门框或地面固定，另一为相对开启扇，通过防火锁与固定扇连接。两扇门扇之间发生错位或接缝过大是导致烧穿的最主要原因。而发生错位又是由于两扇门扇结构不一致。（图5A）

3.22：防火门丧失耐火隔热性多发生在钢制防火门上。而钢质防火门背火面超温问题多发生在门框部位，尤其是上框。这与钢材的高热导效应是分不开的，发生此类情况的原因主要有以下几种：（1）门框未采取断热措施或断热不充分，导致其受火面的热量直接或间接传到背火面，造成超温；（2）门框结构不合理，受火面部分表面积较大，钢板较厚，导致外传的热量较多或背火面部分表面积较小，散热效果不足，导致温升较快；（3）门框密封效果较差，存在热气流外溢现象，导致门框背火面构件直接受热，引起超温。（4）内填充材料不合格，直接传递热量或者存在空白处，导致背火面直接受热，引起超温。

综上，防火门是重要的公共安全产品，其质量优劣，直接关系到人民生命财产安全。耐火性能是重要的质量指标，需做好对该性能的检测试验。通过对多个试验结果的分析，可以更好的为生产过程提供有力的依据。

参考文献：

[1] GB12955-2008 防火门 [S]

[2] GB/T7633-2008 门和卷帘的耐火试验方法 [S]

[3] GB/T9978.1-2008 建筑构件耐火试验方法 第1部分：通用要求 [S]

[4] 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）

[5] 孙玉泉，于广和，等 防火门生产与检测技术[M] 黄河出版社 2011

作者简介：张， 男， 1985.06 ，安徽省产品质量监督检验研究院石油消防中心，工程师，主要从事消防产品的检测与研究工作。