随着国家建筑消防法规的逐渐完善,高层建筑、轨道交通、船舶等防火安全部位强制安装防火玻璃已经实现制度化。复合防火玻璃作为安全玻璃中的一员,可以使逃生和救援人员免遭热辐射伤害,并降低火灾的破坏性。
推倒围墙,让科技成果转化更畅快,对接更彻底,截至2018年11月30日,“十三五”国家重点研发计划专项课题“复合防火玻璃制造技术与产业化示范”的研发时间已经过半,中国建筑材料科学研究总院有限公司(以下简称中国建材总院)和国内19家玻璃深加工企业签订技术服务协议,为后者提供高性能防火溶液,并指导复合防火玻璃的工业化生产,成为化解当地玻璃深加工产业“高能耗、低附加值”等弊端的利器。这一数字远远超过当时课题立项时所设定的2家企业实现产业化落地示范的目标。
2018年7月,在中国建材联合会组织的科技成果鉴定会上,对项目中的核心技术内容“K2O·nSiO2基材工业化制备新技术在高性能复合防火玻璃应用与产业化示范”,专家组一致认为:整体技术达到先进水平,其中超薄型防火胶片制造技术达到领先水平。过去一年,“复合防火玻璃制造技术与产业化示范”研发又往前推进了不少工作。
复合防火玻璃制造技术与产业化示范项目研发历程
作为安全玻璃中的一员,复合防火玻璃由两层或两层以上的玻璃中间夹以透明的防火中间层材料组成,在遇火灾时,防火层会迅速发泡膨胀形成绝热的耐火隔热泡沫层,吸收大量热量,起到控制火势蔓延、隔烟和隔热等作用,可使逃生和救援人员免遭热辐射伤害,此外它能黏结破碎的玻璃片,保持防火玻璃的完整性使之不会伤及人。
从2017年6月到2018年5月,经过一年的努力,中国建材总院玻璃科学研究院已相继研发成功0.9毫米、0.8毫米、0.7毫米厚的防火中间层。
但科研人员在深入研究中发现,其实对耐火窗来说,仅需要完整性就可防止明火烧进屋子引起灾难。如果能保证耐火窗用玻璃整体均匀受热,即使是普通钢化玻璃也可以满足耐火窗的使用要求。
显然,火灾发生时,室外的火苗不会均匀地缓慢加热玻璃,急速温度变化会导致玻璃因应力不均发生炸裂。
研发的新型防火中间层材料遇火后,会迅速发泡膨胀,膨胀比超过30倍,也就是说,当1000℃以上的明火烧蚀1毫米厚的防火中间层材料时,会迅速生成30毫米的膨胀隔绝层。虽然普遍采用的1毫米厚的防火中间层可以解决问题,但过于奢侈。“考虑到玻璃正常钢化的均匀性,其实玻璃表面0.2毫米厚的防火层就能满足耐火窗的使用要求。”中国建材总院玻璃院穆元春博士说。
复合式防火玻璃市场应用前景
在冬季,我国北方不少地区气温在-15℃以下,常规的复合防火玻璃会结冻,并出现冰花、气泡等现象,影响视野。
为提高复合式防火玻璃的低温使用性能,项目组又通过优化体系的参数,研发出低温型复合防火玻璃。
“在-20℃下,玻璃连续放置100小时以上也未出现冰花现象,这意味着可满足国内绝大多数地区冬季防火安全的要求。”穆元春说,“但是我们的目标是-50℃的超低温环境的可靠使用,这样基本可以覆盖整个人类生活区。”
同时对于避难间、防火通道等需要有背温要求、只能使用A类复合式防火玻璃的场所,项目组也取得了可喜的成果。以A90级为例,本项目组制备的大尺寸A90级复合防火玻璃仅25毫米厚,与同类产品相比厚度减少了三分之一,重量减少了25%。
随着国家经济水平的快速发展,以及建筑安全要求的不断提高,仅在北京、雄安新区等地复合防火玻璃将有超过300亿平方米的市场空间。
本项目顺利完成后,将解决复合无机防火玻璃不能物理钢化、不能用于幕墙、不能具备曲面异形结构的局限,进一步拓宽了复合式防火玻璃的应用前景,对推进我国复合式防火玻璃及其生产线国产化,进一步提高建筑安全有不可缺失的作用。
来源:中国玻璃网