美标钢制防火门水冲击测试介绍

一个钢质防火门的UL标准3小时耐火测试。防火门的尺寸根据经验猜测是2438 mm * 2438 mm,测试标准应该是UL 10C。从水柱的冲击情况来看,水柱出口压头基本上确认是310kPa。

①水冲击测试

根据美标防火门测试要求,防火门进行耐火测试后还要进行水冲击测试。防火门受水冲击后,不能产生裂缝,开孔,变形量不超过门厚1.5倍。如果装玻璃,玻璃不能掉落,松脱开裂或开孔都不能过大。3小时耐火,水枪内的水流静压是310kPa,水冲击时间为16秒/平方米,喷嘴距离样品6m。310kPa的压力是多大?粗略换算一下,相当于每平米的面积上承受31.6吨的重量。当然了,防火门受的冲击力不能直接这么算,因为水流通过水枪喷嘴,会有部分局部损失和沿程损失,但一些研究论文说这个水枪本身的阻力损失不多(损失量1.0%都不到),而且水流本身在枪管内也具有一定速度,所以从上图看到水柱在冲击样品表面前并没有因为重力影响而下弯,可见冲击力之大。在水柱冲击样品表面的瞬间,水流的动压又转成了静压,进一步增加样品表面上的冲击力。除了水柱冲击力,另一个对玻璃更致命的冲击是热冲击。刚完成3小时的耐火,玻璃还处于高温之下,水冲击瞬间玻璃片急速冷却,产生的巨大的应力,不好的玻璃可能不需要水流的冲击力就自爆了。综合以上原因,可见美标防火门上安装玻璃,要通过相关的耐火测试,的确是个巨大的技术挑战!

②国外防火门上的玻璃

美标NFPA 80防火门规范,3小时防火门的玻璃面积尺寸不能超过0.065平米,有些应用场合的90min防火门也不能超过这个面积。其他低等级的防火门,玻璃面积一般不能超过0.84平米。这似乎进一步验证的该公众号的说法,国外防火门很少有玻璃,就如该号视频里的防火门,全钢结构不带玻璃。当然,这里的玻璃面积,都是针对fire protection玻璃,不是fire resistance玻璃(fire protection一时找不到对应的中文翻译。Fire protection和fire resistance在英文里有显著区别,但国内都笼统翻译为防火,相关的要展开一时半会讲不完,估计要另开一篇)。

③国外防火门真的很少有玻璃吗?

那么,国外防火门装玻璃的真实情况如何?很少装有玻璃吗?玻璃装的少,是因为怕水冲击通不过测试吗?国外有大量的防火门安装于逃生出口,为满足残疾人法令,这些防火门要安装玻璃,方便人员快速逃生以及消防救援。同时,为了满足采光以及建筑装饰美观要求,越来越多的室内防火门上也采用了玻璃。那NFPA 80里,为什么对玻璃尺寸有如此严格的规定?其实,原因是要考虑防火安全,因为玻璃尺寸越大,火灾时通过玻璃向外辐射的热量越高,就越容易引燃背火侧的建筑材料,从而导致火灾在防火门的另一侧蔓延。那么,美国的防火门厂家是否又因为怕水冲击而尽量减小防火门上的玻璃尺寸呢?答案是否定的,为什么?简单来说,他们有很好的玻璃,性能简直跟开挂一样。见过很多美标90min防火门,除了门扇四边框其余全是玻璃。而很多3小时的钢制防火门,薄薄的6mm玻璃,烧了3小时后,玻璃仍然透明如初。310kPa的高压水柱冲击测试后,钢板都被烧穿和冲出破洞了,玻璃的外观还跟没做过测试一样。就算你拆下来重新装到另一个门上,再做3个小时耐火和水冲击都没问题。我甚至怀疑,这种玻璃可以拆下来说不定就能直接用在导弹的红外探头上。

④视频中防火门为何没玻璃?

肯定会有不少的人会问,既然你说他们的玻璃这么牛逼,而且钢质门也常用于逃生出口,这个门上为什么就没装玻璃呢?首先,观察这扇门的配置、耐火和耐水冲击后的状况,判断这一樘“防爆+防弹+防火”的特种门,不是普通的防火门。这里并不是说没有玻璃防弹门,而是玻璃要做成既能防爆、防弹又能耐火,难度杠杠滴,还是相当、相当、以及相当的大。再说了,既然防爆、防弹,除了展示文物用的玻璃门,当然最好是非透明材质啦。

公众号:青林术士