建筑节能耐火窗技术研究

摘要

建筑节能耐火窗是近年来国家提出的一种新型的建筑外窗，成为建筑外围护结构节能防火中重最要的环节之一。近年来，由于高层建筑火灾的频发，时刻威胁人民生命和财产安全，直接危害社会的稳定。对此国家住房和城乡建设部、国家质量检验检疫总局新制定和修订了相关标准，以此来促进建筑节能耐火窗的应用。建筑节能耐火窗不仅仅要求达到防火耐火要求，还要满足建筑外窗的节能要求，目前，建筑节能耐火窗在国内还处于起步阶段，节能耐火窗系统的各组成子系统对系统性能有着重大影响。 本文在分析建筑节能耐火窗系统的国内外研究现状、建筑节能耐火窗热工理论和耐火检测规范的基础上对建筑节能耐火窗的型材子系统、玻璃子系统密封子系统进行了模拟分析研究，并对节能耐火窗的整窗性能进行热工分析和耐火实验，为建筑节能耐火窗的设计提供思路。 型材子系统研究。采用 Therm 软件分析了型材腔体数量、腔体结构对建筑节能耐火窗热工性能的影响。型材系列确定，窗型尺寸一定时，增加型材腔体的数量不会对建筑节能耐火窗的热工性能产生影响；型材腔体结构的改变会引起窗框与玻璃之间相对位置的变化，窗框的隔热条与玻璃的位置之间变化会引起两者之间等温线的变化。耐火性能方面，建筑外窗常用的铝合金型材、塑料型材、铝塑复合型材本身不具有防火耐火性能，而且很难通过工艺处理铝合金型材表面使其达到耐火要求，因此通常在铝合金型材腔体中填充耐火隔热的膨胀石墨基材料来达到型材耐火的目的。 玻璃子系统研究。对不同种类的防火玻璃进行分析研究，比较不同种类防火玻璃的优劣，并对不同种类的防火玻璃的防火肌理进行分析。用Window软件对不同形式防火中空玻璃进行模拟计算，分析了工程中常用的两玻单腔复合防火玻璃和三玻两腔单片防火玻璃的热工性能，含单片防火玻璃的三玻两腔中空防火玻璃的热工性能要远远高于含复合防火玻璃的两玻单腔中空防火玻璃。 密封子系统研究。采用有限元软件模拟分析了锁闭器与合页的安装位置对平开窗的变形性能影响，锁闭器锁闭点的数量越多，位置分布越均匀，在载荷作用下窗的变形量越小；合页安装数量及位置对窗扇的下沉量有影响，要根据窗扇尺寸大小正确选择合页规格和数量，并合理布置合页位置才能减小重力作用下窗扇的下沉量。当平开窗安装两个合页时，建议平开门窗合页安装时，两个合页安装在距离靠近上方和下方的窗框处；安装三个合页时，建议在距离上部合页1/4处；同时建筑节能耐火窗需要做好三处密封的部位的缝隙密封，即窗框与墙体连接处的密封、窗框与窗扇之间的密封、玻璃与窗框扇之间的密封。 整窗性能研究。根据对建筑节能耐火窗子系统的研究结果，确定了建筑节能耐火窗窗型，设计了建筑节能耐火窗系统方案，采用Therm和Window软件对节能耐火窗的截面节点及整窗传热系数等进行了模拟计算并分析，整窗 K 值满足设定要求；并对建筑节能耐火窗整窗进行耐火实验，建筑节能耐火窗满足60分钟耐火完整性，确定方案为最终方案。

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摘 要

ABSTRACT

目 录

第1章 绪 论

1.1课题研究背景及意义

1.1.1课题研究背景

1.1.2课题研究意义

1.2建筑节能耐火窗系统研究现状

1.2.1建筑节能耐火窗系统国外研究现状

1.2.2建筑节能耐火窗系统国内研究现状

1.3本文的研究内容及研究方法

第2章 建筑节能耐火窗理论基础

2.1节能耐火窗热工理论基础

2.1.1建筑外窗系统的热能传递方式

2.1.2门窗热工软件

2.2建筑节能耐火窗耐火完整性要求及检测方法

2.2.1耐火窗规范要求

2.2.2耐火窗的检测判定标准

2.2.3耐火窗的检测装置

第3章 建筑节能耐火窗型材子系统研究

3.1建筑节能耐火窗型材子系统热工性能研究

3.1.1腔体数量对型材子系统热工性能的影响

3.1.2腔体结构对型材子系统热工性能的影响

3.2建筑节能耐火窗型材子系统耐火性能研究

3.3本章小结

第4章 建筑节能耐火窗玻璃子系统研究

4.1建筑节能耐火窗防火玻璃

4.2建筑节能耐火窗玻璃子系统热工性能研究

4.3建筑节能耐火窗玻璃的安装工艺

4.4本章小结

第5章 建筑节能耐火窗密封性能研究

5.1建筑节能耐火窗锁闭器与合页对窗密封性能的分析

5.1.1锁闭器的配置对平开窗变形性能影响

5.1.2合页安装数量和位置对平开窗变形性能影响

5.2建筑节能耐火窗的缝隙密封

5.3本章小结

第6章 建筑节能耐火窗整窗性能分析

6.1 建筑节能耐火窗整窗热工性能分析

6.2建筑节能耐火窗耐火实验

6.3 本章小结

第7章 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

附录

附表1 耐火实验全封闭燃气自动加热炉时间-温度表

致 谢

攻读硕士学位期间论文发表及科研情况