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淺析我國防火玻璃應(yīng)用及發(fā)展趨勢

作者：建筑鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)    
時間：2009-12-22 20:26:10 [收藏]

    隨著人們生活水平的提高和建筑業(yè)的發(fā)展，普通玻璃已經(jīng)不能滿足社會的需求，各種安全玻璃及特種玻璃逐漸走進(jìn)玻璃行業(yè)的前列。防火玻璃作為安全玻璃中的一員，除了具有普通玻璃的一些性能外，還以其阻緩火勢蔓延、隔熱的性能，逐步得到人們的青睞。它在出現(xiàn)火災(zāi)時，為人員、財產(chǎn)、建筑物的救護(hù)創(chuàng)造了重要條件，最大限度地降低了損失。在一些有特殊要求的重要場合，發(fā)揮著舉足輕重的作用。
    　　隨著2001年新的防火玻璃國家標(biāo)準(zhǔn)的出臺，單片防火玻璃越來越多地應(yīng)用于大型公共建筑隔斷、防火分區(qū)、室外幕墻等建筑部位，防火玻璃以透明為特性，最大限度地滿足了建筑防火和建筑美學(xué)的和諧統(tǒng)一。
    　防火玻璃的分類在防火玻璃的基本性能要求方面，國家標(biāo)準(zhǔn)GB15763.1-2001中都作了嚴(yán)格的規(guī)定。防火玻璃在耐火性能等級上分成30min、45min、60min、90min四個等級。
    　　為了達(dá)到防火玻璃性能的要求，防火玻璃的尺寸、厚度、外觀質(zhì)量、彎曲度、光學(xué)性能、耐熱性能、耐輻射性能、力學(xué)性能、抗沖擊性能等方面都必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB15763.1-2001中的統(tǒng)一規(guī)定。各種防火玻璃產(chǎn)品都必須經(jīng)過國家指定的質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心檢測合格后，發(fā)給產(chǎn)品合格證書后，方能進(jìn)入市場銷售及安裝使用。
    　據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB15763.1-2001，我國目前防火玻璃可從應(yīng)用、耐火性能、玻璃結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行分類。
    　　按用途防火玻璃可分為：A類：建筑用防火玻璃及其他防火玻璃；B類：船用防火玻璃
    　　按防火玻璃的耐火性能分為A、B、C三類。A類：同時滿足耐火完整性、耐火隔熱性要求的防火玻璃。B類：同時滿足耐火完整性、熱輻射強(qiáng)度要求的防火玻璃。C類：僅滿足耐火完整性要求的防火玻璃?！　“捶阑鸩ＡЫY(jié)構(gòu)分類的防火玻璃：復(fù)合防火玻璃(FFB)：由兩層或兩層以上玻璃復(fù)合而成或由一層玻璃和有機(jī)材料復(fù)合而成，并能滿足相應(yīng)耐火等級要求的特種玻璃。單片防火玻璃(DFB)：由單層玻璃構(gòu)成，并能滿足相應(yīng)耐火等級要求的特種玻璃。這種單層防火玻璃又有3個不同品種，它們分別為：采用綜合增強(qiáng)處理的高強(qiáng)度單片防火玻璃；熱膨脹系數(shù)小、軟化點溫度高于800℃的玻璃；透明微晶玻璃板。
    　　防火玻璃主要生產(chǎn)工藝簡介復(fù)合型防火玻璃普通復(fù)合型防火玻璃。復(fù)合防火玻璃是在兩片玻璃之間凝聚一種透明而具有阻燃性能的凝膠，這種凝膠遇到高溫時發(fā)生分解吸熱反應(yīng)，能吸收大量的熱能，變成不透明、有良好隔熱作用。它能保持在一定的時間內(nèi)不炸裂，炸裂后碎片不掉落，可隔斷火焰，防止火焰蔓延。如果同時向凝膠中添加阻燃劑，在高溫下能放出阻燃?xì)怏w，就會同時具有阻燃和滅火功能；當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，與火接觸的那面玻璃首先遇火，幾分鐘后炸裂，而中間夾層材料陸續(xù)地變成一層泡狀物質(zhì)，形成又厚又密的泡狀耐火隔熱層，接觸火的那面玻璃碎片始終粘在泡狀層上，直到熔化，這樣，背火面的玻璃始終處于受保護(hù)和屏蔽狀態(tài)。在防火測試中，該玻璃背火面的平均溫升不超過140℃。
    　　復(fù)合防火玻璃的生產(chǎn)方法分為兩種類型：夾層法和灌漿法
    　　夾絲網(wǎng)防火玻璃。夾絲網(wǎng)防火玻璃是在兩層玻璃中間的有機(jī)膠片或無機(jī)漿體的夾層中加入金屬絲網(wǎng)構(gòu)成的復(fù)合體。絲網(wǎng)加入后，不僅提高了防火玻璃的整體抗沖擊強(qiáng)度，而且能與電加熱和安全報警系統(tǒng)相連接，起到多種功能的作用。
    　　夾絲網(wǎng)防火玻璃的兩層玻璃為無機(jī)玻璃，主要有浮法玻璃、鋼化玻璃、ITO導(dǎo)電膜玻璃等，有機(jī)膠片為PVB膠片或PVC膠片，無機(jī)漿體為水合金屬鹽加硅酸鈉、硅酸鹽、鋁酸鹽等，金屬絲為不銹鋼絲。
    　　單片防火玻璃
    　　由于灌漿復(fù)合防火玻璃較差的耐候性，國外很多大型玻璃集團(tuán)，如日本AGC公司、德國SCHOTT公司、法國Saint-Gobain公司都積極研究單片防火玻璃。該類防火玻璃具有很好的耐候性，永不褪色，不失透，充分體現(xiàn)了玻璃晶瑩剔透的特點。如德國SCHOTT公司的單片防火玻璃PYRAN就已用于英國的謝菲爾德體育場看臺、英國曼徹斯特機(jī)場、倫敦?zé)煵莨?、香港匯豐銀行等許多場合的室內(nèi)隔斷上。法國Saint-Gobain公司的單片防火玻璃已用于上海大劇院等工程上。
    　　單片特種防火玻璃。特種單片防火玻璃是指采用的玻璃基片為特種成分的玻璃，而非普通平板玻璃成分的玻璃。它主要有硼硅酸鹽防火玻璃、鋁硅酸鹽防火玻璃、微晶防火玻璃及軟化溫度高于800℃以上的鈉鈣料優(yōu)質(zhì)浮法玻璃等。其共同的主要特點是：玻璃軟化點較高，一般均在800℃以上，熱膨脹系數(shù)低，在強(qiáng)火焰下一般不會因高溫而炸裂或變形，尤其是微晶防火玻璃，除具有上述特點外，還具有機(jī)械強(qiáng)度高、抗折、抗壓強(qiáng)度高及良好的化學(xué)穩(wěn)定性和物理力學(xué)性能。它同樣具備軟化溫度高、熱膨脹系數(shù)小的優(yōu)點，它們用作防火玻璃，可為上等佳品，但特種材料的防火玻璃（硼、鋁硅酸鹽防火玻璃，微晶防火玻璃）生產(chǎn)成本高，銷售市價貴，人們較難以接受，因此目前市場上仍以透明復(fù)合夾層防火玻璃和高強(qiáng)度單片防火玻璃為主。
    　　特種單片防火玻璃有如下幾種
    　　A、硼硅酸鹽防火玻璃
    　　硼硅酸鹽防火玻璃的化學(xué)組成SiO2含量為70%～80%之間，B2O3含量8%～13%，Al2O3含量2%～4%，R2O含量4%～10％。這種玻璃的特點是具有較高軟化點溫度，較低的熱膨脹系數(shù)和穩(wěn)定的化學(xué)性能。軟化點約為850℃左右，0～300℃時熱膨脹系數(shù)為（3～40）×10-7/℃?！　、鋁硅酸鹽玻璃
    　　鋁硅酸鹽玻璃的化學(xué)組成：SiO2含量在55%～60%之間，B2O3含量5%～8%，Al2O3含量18%～25%，R2O含量0.5%～1.0%，CaO4.5%～8.0%，MgO6%～9％。　這種玻璃的特點是Al2O3含量高，堿含量低，軟化點溫度高，直接放在火焰上加熱一般不會炸裂或變形。軟化點在900～920℃之間，熱膨脹系數(shù)為（5～7）×10-6/℃。
    　　C、透明微晶防火玻璃
    　　微晶防火玻璃是在玻璃一定的化學(xué)組成中加入Li2O、TiO2、ZrO2等晶核劑，玻璃熔化后再進(jìn)行熱處理，使微晶析出并均勻生長而形成的多晶體。這種玻璃的特點：具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和物理力學(xué)性能，機(jī)械強(qiáng)度高，抗折抗壓強(qiáng)度高，軟化溫度高，熱膨脹系數(shù)小。
    　　單片浮法防火玻璃。據(jù)資料介紹，日本板硝子推出一種軟化點高于780℃的鈉鈣組成的浮法防火玻璃，引起了玻璃商們的關(guān)注。其介紹如下：
    　　日本板硝子推出一類可用于浮法實現(xiàn)工業(yè)化制造的防火玻璃，其特點是軟化點高于780℃并且難以軟化，該類玻璃屬于鈉鈣玻璃。
    　　普通鈉鈣平板玻璃不防火，常常要進(jìn)行綜合增強(qiáng)處理，擁有較高的抗彎強(qiáng)度制造成高強(qiáng)度玻璃，可作為防火玻璃使用。雖然硼硅酸鹽玻璃軟化溫度高，由于高熔化溫度和高黏度，難以工業(yè)化大規(guī)模制成平板，含硼玻璃顯著降低爐齡。該專利以鈉鈣玻璃為基礎(chǔ)的防火玻璃適用于浮法生產(chǎn)。盡管普通的防火玻璃在火災(zāi)發(fā)生早期能阻擋火勢蔓延，但后期因高溫軟化變形。根據(jù)日本政府有關(guān)規(guī)定：A級防火門的標(biāo)準(zhǔn)是770～780℃能經(jīng)受60min，玻璃不因軟化從門框脫落。該專利平板玻璃的軟化溫度高于780℃，而且難以軟化，能滿足這一規(guī)定。該專利玻璃適于大規(guī)模浮法生產(chǎn)，玻璃能滿足A級防火門的要求?！　「邚?qiáng)度單片防火玻璃。高強(qiáng)度單片防火玻璃是通過對平板玻璃進(jìn)行綜合增強(qiáng)處理而成的。該產(chǎn)品不僅可以當(dāng)作單片使用，也可以制成夾層玻璃、中空玻璃、鍍膜玻璃等。它兼有鋼化玻璃及灌漿復(fù)合防火玻璃的功能。作為建筑幕墻用玻璃，高強(qiáng)度單片防火玻璃不但有著與同厚度浮法平板玻璃相同的透光率，而且其比重也與同厚度浮法平板玻璃基本相同，所以高強(qiáng)度單片防火玻璃代替同厚度鋼化玻璃不會影響玻璃幕墻建筑結(jié)構(gòu)安全性，而且強(qiáng)度更高，不易破碎。
    　　高強(qiáng)度單片防火玻璃的優(yōu)異性能具體表現(xiàn)在以下幾個方面　　??高防火性能：高強(qiáng)度單片防火玻璃是一種具有防火功能的建筑外墻用的幕墻或門窗玻璃，在1000℃火焰沖擊下能保持96～183分鐘不炸裂，從而有效地阻止火焰與煙霧蔓延，有利于第一時間發(fā)現(xiàn)火情，使人們有足夠時間撤離現(xiàn)場。
    　　??高強(qiáng)度性能：在同樣厚度情況下，其強(qiáng)度是普通浮法玻璃的6～12倍，是鋼化玻璃的1.5～3倍。因此，在同樣的風(fēng)壓情況下，它能采用較薄的厚度或較大面積設(shè)計，由此增加通透感并降低造價。普通鋼化玻璃在荷載為900Kg時玻璃破壞，而它在荷載達(dá)到5500Kg時撓度326mm不破壞。高強(qiáng)度單片防火玻璃的強(qiáng)度是同厚度平板玻璃強(qiáng)度的4～6倍，是同厚度鋼化玻璃強(qiáng)度的1.5～2倍，而且萬一破損時，高強(qiáng)度單片防火玻璃呈小顆粒狀，呈鈍角狀，確保在地震、火災(zāi)或受到超強(qiáng)破壞力時不會對人體造成大的傷害。
    　　??高耐候性：高強(qiáng)度單片防火玻璃與傳統(tǒng)的灌漿或夾層防火玻璃相比，除了強(qiáng)度高之外，最大的特點還包括高耐候性?；瘜W(xué)灌漿或夾層玻璃在紫外線照射下很快就變成乳白色及產(chǎn)生氣泡，失去了玻璃通透這個基本功能，這也是防火玻璃不能作外墻使用的主要原因。而高強(qiáng)度單片防火玻璃同普通玻璃一樣在紫外線照射下，不發(fā)生任何變化。
    　　??可加工性：高強(qiáng)度單片防火玻璃具有很好的可加工性。能加工成夾層安全玻璃、中空玻璃、鍍膜玻璃、點式幕墻玻璃。還可作為室內(nèi)的防火隔斷和逃生通道，在單片使用面積上有較大的突破，可以達(dá)到高3m寬2m，安裝也簡單。
    　　防火玻璃市場發(fā)展動態(tài)及需求預(yù)測
    　　我國防火玻璃市場
    　　在我國，近十多年來，全國各地大城市中先后出現(xiàn)了爭相建造高層民用住宅、超高公用建筑熱。這一發(fā)展動態(tài)已引起建設(shè)部對高層建筑在安全玻璃及防火玻璃使用方面的高度重視?！　?jù)有關(guān)資料介紹報道，目前我國上海已建成高340m、88層的金茂大廈，雄踞全國之首。樓內(nèi)采用了最優(yōu)異的安全防火玻璃。據(jù)悉，迄今為止，全球至少已有6座大城市計劃在新世紀(jì)興建高層摩天大廈。
    　　建筑界及玻璃界的專家指出，世界高層建筑及摩天大廈的興建，將大大拉動國際防火玻璃的市場。
    　據(jù)業(yè)內(nèi)人士的預(yù)測：中國在今后5～10年里有關(guān)安全等防火、隔熱玻璃產(chǎn)品的市場需求將會呈良好、健康發(fā)展的上升趨勢。專家們預(yù)測：我國到2007年防火、隔熱玻璃制品市場將超過40萬m2，到2010年將上升到60萬m2左右。
    　　目前，國內(nèi)防火玻璃(以單片防火玻璃為例)其市場價約在300～900元/m2，國際市場上，防火能力在60min的單片防火玻璃每平方米上千元人民幣，防火能力達(dá)120min的優(yōu)質(zhì)防火玻璃其價位超過1萬元人民幣，這是一個巨大而又誘人的潛在的國際大市場。
    　　國際市場需求預(yù)測
    　　在國際市場方面，歐、美兩大地區(qū)，以及中東地區(qū)和亞洲的日本、韓國、東南亞及大洋洲的澳大利亞對防火、隔熱玻璃的市場需求十分強(qiáng)勁。尤其是中東地區(qū)，由于該地域干旱、炎熱、少水，易引發(fā)火災(zāi)。防火、隔熱玻璃一直走俏于市場，當(dāng)?shù)毓┎粦?yīng)求，市場缺口大，多依靠外來品補(bǔ)給。
    　　在歐洲，由于新歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN1363-I的出臺，硼硅酸鹽玻璃、微晶玻璃板、夾絲網(wǎng)防火玻璃也走向市場。
    　　前不久，據(jù)有關(guān)權(quán)威性資料報道，日本一家權(quán)威性玻璃行業(yè)機(jī)構(gòu)對未來的新玻璃市場預(yù)測表明：防火、隔熱玻璃將成為21世紀(jì)的新玻璃而走俏于國際市場。1994年當(dāng)時市場調(diào)查，防火玻璃市場需求量僅為30多萬m2左右(約1250萬美元市場銷售額)；到2005年國際市場防火、隔熱玻璃市場需求已上升到400萬m2左右，市場銷售額突破1.7億美元?？梢灶A(yù)料多功能的防火玻璃國際市場銷售前景將看好。
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