白日昌

摘要：防火門耐火性能試驗是檢測防火門性能最為重要的參數(shù)之一，往往只能通過耐火性能試驗來得出性能指標，既費時又費力，還無法達到現(xiàn)場快速檢測的要求。文中通過一種數(shù)學模型模擬防火門耐火性能試驗數(shù)據(jù)并通過規(guī)格型號為GFM-1021-dk5A1.00（乙級）-1的鋼質(zhì)隔熱防火門分別在30min、60min和90min三個時間點的耐火性能試驗數(shù)據(jù)與防火門耐火性能隔熱性推演公式進行對比，分析可得耐火性能隔熱性數(shù)據(jù)推演公式在一定程度上可以反映出防火門的耐火性能，可作為防火門耐火性能檢測現(xiàn)場快速篩查使用，并可為防火門的生產(chǎn)和研制提供一定的理論和數(shù)據(jù)支撐。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)場快速篩查;耐火性能;推演公式;鋼質(zhì)防火門

Study on Key Factors Affecting Heat Insulation of Fire Doors

BAI Ri-Chang

（Liaoning Inspection， Examination and Certification Centre，? Shenyang 110000，Liaoning， China）

Abstract： The fire resistance test of fire doors is one of the most important parameters to detect the performance of fire doors. Often， the performance index can only be obtained through the fire resistance test， which is time-consuming and laborious， and cannot meet the requirements of on-site rapid detection. In this paper， a mathematical model is used to simulate the fire resistance test data of fire doors， and the specification and model is gfm-1021-dk5a1 00 （class B） - 1steel insulated fire doors. The fire resistance test data at three time points of 30min， 60min and 90min are compared with the fire resistance and heat insulation deduction formula of fire doors. The analysis shows that the fire resistance and heat insulation data deduction formula can reflect the fire resistance of fire doors to a certain extent， and can be used as a rapid screening on the fire resistance test site of fire doors. It can also provide some theoretical and data support for the production and development of fire doors.

Key Words： Field fast check; Fire resistance test; Deduction formula; Fire resistance steel door

1引言

防火門是一種適用于樓梯間、疏散走道、消防設(shè)備用房、防火連廊等場景的消防產(chǎn)品，區(qū)別于傳統(tǒng)的建筑用門，更具備防止火勢蔓延、阻斷煙氣傳播的功能，在建筑防火設(shè)計中應(yīng)用最為廣泛。作為消防產(chǎn)品，檢驗防火門的產(chǎn)品質(zhì)量只能依靠? ? ? ?GB 12955-2008《防火門》中規(guī)定的檢驗項目，同時其作為最為重要的耐火性能參數(shù)也只能通過耐火性能檢測來完成，既費時又費力。因此在防火門的設(shè)計生產(chǎn)過程中，只能通過耐火性能試驗結(jié)果進行調(diào)整，要提高隔熱性就增加門芯材料的厚度;要提升完整性就增加防火合頁等五金件的設(shè)置。企業(yè)在調(diào)整設(shè)計方案，提升產(chǎn)品質(zhì)量方面更多依靠的是經(jīng)驗，防火門產(chǎn)品確實缺少一套行之有效的理論公式來滿足在不進行耐火性能試驗的前提下，對試驗過程及結(jié)果進行有效數(shù)據(jù)模擬的方法。

2 防火門的耐火性能

GB/T 7633-2008《門和卷簾耐火試驗方法》中規(guī)定了防火門耐火性能試驗的判定準則以及試驗條件。其中，耐火性能試驗是利用實體火源攻擊試件的方法模擬實體火災環(huán)境下防火門抵御火焰的能力，并規(guī)定其背火面平均溫升、最高溫升以及門框最高溫升三個判定指標。在規(guī)定時間內(nèi)背火面平均溫升不應(yīng)大于140℃;背火面最高溫升不應(yīng)大于180℃;門框最高溫升不應(yīng)大于360℃。同時在試驗進行過程中受火面一側(cè)應(yīng)滿足爐內(nèi)溫度曲線[1-2]：

T=345lg（8t+1）+20[1，2]? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（1）

式（1）中：T-耐火試驗爐內(nèi)平均溫度，℃;t-耐火性能試驗時間，min。

受火面爐內(nèi)溫升曲線如圖1所示。

由公式（1）計算可以得出耐火性能試驗在進行至30min、60min和90min時所對應(yīng)的試驗爐內(nèi)平均溫度應(yīng)分別達到表1的要求。

3公式推演

根據(jù)GB 12955-2008《防火門》、GB/T 7633-2008《門和卷簾耐火試驗方法》和相關(guān)理論研究，并以防火門耐火性能隔熱性指標為依據(jù)，推導防火門耐火性能隔熱性試驗背火面溫升數(shù)據(jù)理論公式：

（2）

式（2）中：

Tb——耐火性能試驗模擬背火面溫度，℃;

μ——加權(quán)系數(shù)，通過多次計算分析選取;μ=1.36;

T1試驗爐內(nèi)平均溫度，℃;

T2——環(huán)境溫度，℃;

a1——鋼質(zhì)防火門內(nèi)表面的傳熱系數(shù)，W/（㎡·k）;

a2——鋼質(zhì)防火門外表面的傳熱系數(shù)，W/（㎡·k）;

δ——鋼質(zhì)防火門各部分材料厚度;

λ——鋼質(zhì)防火門各部分材料導熱系數(shù)，W/（㎡·k）。

本次耐火性能對比試驗選取的試驗樣品為A1.50（甲級）鋼質(zhì)防火門，鋼板厚度為1.2mm，防火板厚度為5mm，門芯板隔熱材料為厚度45mm的珍珠巖保溫板。門芯板的導熱系數(shù)λ≤0.094W/（㎡·k）;鋼質(zhì)隔熱防火門的鋼板傳熱系數(shù)a1，a2均為33.8W/（㎡·k），防火板的導熱系數(shù)為0.15W/（m·K）;環(huán)境溫度為25℃。門芯材料的保溫性能越好其導熱系數(shù)就越低，因此本次模擬公式去門芯板的導熱系數(shù)λ=0.094 W/（m）。并將上述數(shù)據(jù)代入公式（1）計算，當試驗進行至30min時，爐內(nèi)溫度T1=841℃，根據(jù)推演公式（2）計算可得鋼質(zhì)防火門背火面溫度為70℃;當試驗進行至60min時爐內(nèi)溫度T1=945℃，根據(jù)推演公式（2）計算可得鋼質(zhì)防火門背火面溫度為95℃;當試驗進行至90min時爐內(nèi)溫度T1=1005℃，根據(jù)推演公式（2）計算可得鋼質(zhì)防火門背火面溫度為103℃。

4試驗結(jié)果

本次防火門耐火性能試驗使用規(guī)格型號為GFM-1021-dk5A1.00（乙級）-1的鋼質(zhì)防火門作為樣本，并根據(jù)GB/T 7633-2008《門和卷簾耐火試驗方法》中規(guī)定的測量設(shè)備和檢測方法對防火門背火面進行測溫?？紤]到數(shù)據(jù)的均勻性問題，本次試驗過程中對門扇的測溫數(shù)據(jù)取平均值并在規(guī)定試驗時間內(nèi)選取30min、60min和90min三個時間節(jié)點的數(shù)據(jù)公式推演數(shù)據(jù)進行比對分析。

5? 數(shù)據(jù)分析

由表2數(shù)據(jù)可知，在試驗進行至30min和60min時測試結(jié)果與公式推演數(shù)據(jù)基本一致，屬于可以接受的誤差范圍，當試驗進行至90min時測試結(jié)果為139℃而推演數(shù)據(jù)為103℃，出現(xiàn)了較大的溫度偏差，通過研究可知推演公式是利用門芯材料的隔熱效率及材料的導熱系數(shù)等參數(shù)對試驗進行模擬，但這僅僅是理想情況下的數(shù)學模型，并未考慮當試驗進行過程中在高溫火焰作用下，防火門本身所產(chǎn)生的物理變化所帶來的影響。比如在試驗過程中鋼板在熱輻射作用下易產(chǎn)生形變，隨著試驗的推進形變逐漸變大進而導致有火焰穿過門扇對測溫熱電偶產(chǎn)生影響。再比如嵌裝載門扇與門框之間用來密封門框與門扇之間縫隙的防火密封膠條，受熱發(fā)生膨脹可以起到隔熱、阻煙的作用，但隨著試驗的推進，防火密封膠條在高溫作用下易產(chǎn)生脫落和粉化現(xiàn)象。這將導致熱浪通過縫隙傳播出來，影響門扇測溫數(shù)據(jù)。30min和60min時測試結(jié)果與公式推演數(shù)據(jù)基本一致，而90min時偏差較大的原因是試驗進行至60min時防火門的結(jié)構(gòu)以及材料的強度完全能夠支撐火焰帶來的影響，門扇的整體形變不大。但當試驗進行至75min至90min時爐內(nèi)的火焰溫度達到1000℃左右，在強大的火力作用下，鋼板發(fā)生軟化;門芯材料出現(xiàn)粉化、脫落現(xiàn)象;五金件部分失去效能，導致門扇出現(xiàn)大量變形。這些細節(jié)最后體現(xiàn)在測試結(jié)果與推演數(shù)據(jù)的偏差上。

6? 結(jié)論

防火門耐火性能隔熱性數(shù)據(jù)模擬推演公式，是一種基于防火門材料特點的數(shù)學模型，通過試驗驗證能夠基本反映出防火門的耐火性能特點，可以在不進行試驗的前提下模擬試驗數(shù)據(jù)?？梢杂米鞣阑痖T現(xiàn)場快速篩查使用，并可為防火門產(chǎn)品的開發(fā)、設(shè)計提供一定的理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐。

參考文獻

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[3]張正，胡海濱，錢海帆，盧文斌.建筑用防火門耐火性能理論與試驗分析[J].建筑與裝飾，2015（4）.