《噴水保護下鑲玻璃構(gòu)件耐火試驗方法》編制說明

一、工作簡況

（一）任務(wù)來源

消防救援行業(yè)標準《噴水保護下鑲玻璃構(gòu)件耐火試驗方

法》的制定計劃由應(yīng)急管理部下達，由全國消防標準化委員

會建筑構(gòu)件耐火性能分技術(shù)委員會（TC113/SC8）組織起草

和審查。

（二）制定背景

鑲玻璃構(gòu)件的耐火性能是影響建筑耐火等級的重要技

術(shù)指標。鑒于現(xiàn)代建筑形式日趨多樣且結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，由此

產(chǎn)生日趨嚴峻的建筑火災(zāi)防控需求，許多建筑設(shè)計方案已開

始探索使用噴水保護方式提高鑲玻璃構(gòu)件的耐火性能。本標

準制定了一套合理科學(xué)的試驗測試方法，能夠精確評估鑲玻

璃構(gòu)件在噴水保護下的耐火性能，從而指導(dǎo)其在建筑消防工

程領(lǐng)域的應(yīng)用，為解決建筑消防設(shè)計的相關(guān)難題提供了有效

途徑。

我國現(xiàn)行的GB/T9978標準（共8部分）和現(xiàn)行國際標

準ISO834國際標準（共8部分）以及其他先進國家的相關(guān)

標準，都是僅針對常規(guī)建筑構(gòu)件的耐火性能規(guī)定試驗方法。

國內(nèi)外目前沒有類似的針對鑲玻璃構(gòu)件在噴水保護下的耐

火試驗測試方法，本標準的制定能夠填補國內(nèi)外空白。

（三）起草小組人員組成及所在單位

應(yīng)急管理部天津消防研究所牽頭負責本標準的修訂工

作。

二、標準編制原則、主要技術(shù)內(nèi)容及其確定依據(jù)

-1-

（一）標準編制原則

本標準按照GB/T1.1-2020的規(guī)定起草。

本標準針對鑲玻璃構(gòu)件在噴水保護下的耐火試驗裝置

開展研制工作，基于前期科研工作取得成果并得到應(yīng)用證明

可靠的條件下，提出立項并起草。本標準修編寫過程中參考：

GB/T5907消防詞匯

GB/T9978.1建筑構(gòu)件耐火試驗方法第一部分：通

用要求

GB/T12513鑲玻璃構(gòu)件耐火試驗方法

GB/T26784建筑構(gòu)件耐火試驗可供選擇和附加的試

驗程序

（二）標準主要技術(shù)內(nèi)容及確定依據(jù)

1．主要技術(shù)內(nèi)容的確定和依據(jù)

標準由前言、范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語和定義、符

號和縮略語、試驗裝置、試驗條件、試件準備、儀器使用、

試驗程序、判定準則、試驗的有效性、試驗結(jié)果表示、試驗

報告、附錄A（規(guī)范性附錄）試驗結(jié)果的直接應(yīng)用指南、附

錄B（規(guī)范性附錄）噴頭保護鑲玻璃構(gòu)件有效性試驗構(gòu)成。

（1）名稱和范圍

國內(nèi)外現(xiàn)行標準都是僅針對常規(guī)建筑構(gòu)件的耐火性能

規(guī)定試驗方法。隨著國家經(jīng)濟的高速發(fā)展，對建筑物多樣性，

復(fù)雜性的要求，越來越多的用戶采用鑲玻璃構(gòu)件加水系統(tǒng)的

方式來提高構(gòu)件耐火性能。為了規(guī)范該類應(yīng)用，制訂試驗方

-2-

法。本標準針對對象為鑲玻璃構(gòu)件，其他垂直構(gòu)件可參照執(zhí)

行。利用水系統(tǒng)進行噴水保護，噴頭應(yīng)視為耐火構(gòu)件的一部

分，不可分割。

（2）第2章“規(guī)范性引用文件”

術(shù)語引用GB/T5907.1《消防詞匯第1部分：通用術(shù)語》。

試驗設(shè)施的爐體基本性能，試驗裝置、試驗條件基本內(nèi)

容引用了GB/T9978.1《建筑構(gòu)件耐火試驗方法的要求》。

鑲玻璃構(gòu)件安裝方式引用了GB/T12513《鑲玻璃構(gòu)件耐

火試驗方法》。

（3）第5章“試驗裝置”

①關(guān)于耐火試驗爐

試驗爐設(shè)計在符合GB/T9978.1中相關(guān)規(guī)定的同時，還

規(guī)定了其它要求，主要是基于以下考慮：

試驗爐結(jié)構(gòu)尺寸要求，考慮到試驗過程中會有大量試

驗用水飛濺到爐體內(nèi)部，爐體長度小于3300mm可能

導(dǎo)致飛濺水影響后部供熱系統(tǒng)的安全。

供熱燃燒器安裝于試驗爐內(nèi)后下方，燃燒器前方安裝

擋板，是為了防止飛濺水影響燃燒系統(tǒng)，盡量減小噴

水對燃燒系統(tǒng)的影響。

給水系統(tǒng)要求，可以在向火面和背火面都可以進行噴

水保護。

安裝擋水保護裝置、地面應(yīng)坡向安裝試件墻體、設(shè)置

-3-

排氣孔等規(guī)定，主要是考慮：一是可有效防止噴頭噴

出的水飛濺到爐體耐火材料上，二是可保障試驗過程

中通過爐口底部自然排水，三是保障試驗爐內(nèi)水蒸氣

及時排出，進而保證試驗條件、保障試驗安全且提高

爐體的使用壽命。

向火面噴水保護背火面噴水保護

1——爐體；

2——燃燒器；

3——擋板；

4——管路；

5——噴頭；

6——試件；

7——排煙口。

圖1試驗爐結(jié)構(gòu)示意圖

②關(guān)于給水系統(tǒng)

根據(jù)GB5135.1《自動噴水滅火系統(tǒng)第1部分：灑水

-4-

噴頭》的規(guī)定，噴頭的流量系數(shù)K為57、80、115，

噴水系統(tǒng)中常用規(guī)格為K80的噴頭，一次試驗最多測

試3只噴頭同時噴水，故流量240L/min，GB/T50016

建筑設(shè)計防火規(guī)范規(guī)定最高耐火時間為3小時。

供水系統(tǒng)宜安裝有備用泵，確實保證試驗連續(xù)性。

噴水出口的位置應(yīng)可調(diào)整，可方便根據(jù)產(chǎn)品安裝要求

進行調(diào)整。

③關(guān)于測量儀器的準確度

測量儀器的準確度要求，除了GB/T9978.1中規(guī)定的儀

器外，增加了本標準使用的特殊測量儀器的要求：熱通量的

測量±0.01W/cm2，測試供水壓力要求±0.01MPa，測試供水

流量要求±0.1m3/h，數(shù)據(jù)采集器要求間隔時間為2秒。

（4）第6章“試驗條件”

升溫條件是本標準與其它耐火試驗標準之間的最大區(qū)

別。編制組在標準編制過程中開展了多次非噴水條件和噴水

條件下耐火試驗。通過對多次耐火試驗的數(shù)據(jù)分析，以及編

制組在綜合考慮實際試驗條件的基礎(chǔ)上最終確定了以GB/T

26784-2011《建筑構(gòu)件耐火試驗可供選擇和附加的試驗程

0.32t3.8t

序》第4.2條室外火災(zāi)升溫曲線T660(10.687e0.313e)T0作為

本標準的升溫控制曲線。

（5）第7章“試件準備”

試件安裝和約束所使用的不燃柔性材料不應(yīng)采用吸水

-5-

性材料。本標準規(guī)定的試驗方法會噴灑大量的水，常用的柔

性不燃材料在吸水后封堵能力和隔熱性能都會明顯下降，嚴

重影響試驗的正常進行，因此試驗準備階段不應(yīng)選用吸水性

材料。

（6）第9章“試驗程序”

試驗爐的控制按照第6.1條規(guī)定的標準升溫曲線進行控

制。

供水系統(tǒng)安裝有供水調(diào)節(jié)裝置，保證供水壓力和流量，

并在試驗前進行冷噴測試，目的是為了驗證噴頭布水效果，

并根據(jù)飛濺水的情況及時修正擋水保護裝置。試驗過程中全

程記錄流量和壓力數(shù)據(jù)。如進行背火面噴水保護的試驗，應(yīng)

使用開式系統(tǒng)。供水系統(tǒng)供水壓力和流量應(yīng)可以調(diào)節(jié)，以保

證試驗供水的穩(wěn)定性。

試驗結(jié)束后，應(yīng)關(guān)閉供熱系統(tǒng)，繼續(xù)保持供水至爐內(nèi)溫

度下降到100℃以下方能停止供水。試驗結(jié)束后，爐內(nèi)溫度

依然較高，如果直接停止供水有可能造成試驗受熱損壞，如：

鑲玻璃構(gòu)件會有受熱破碎的危險。

試驗結(jié)束后應(yīng)安裝專用的爐門，開啟供熱系統(tǒng)，保持

300℃恒溫30分鐘，以排除爐中的水汽。試驗中不可避免的

會有水飛濺到爐體內(nèi)部的保溫材料上，會影響保溫效果甚至

會造成爐體損壞，必須加熱爐體，去除爐中的水汽。

2．主要試驗、驗證結(jié)果及分析

-6-

標準編制組按照第6.1條規(guī)定的升溫曲線開展了一次噴

水保護下的鑲玻璃構(gòu)件耐火試驗。由圖2標準控溫曲線與實

際升溫曲線比較圖可以看出，鍋爐燃燒室實際溫升曲線與標

準控溫曲線吻合度極佳。試驗初期，鍋爐的四臺燃燒機全部

滿負荷運轉(zhuǎn)，以最大功率供熱，溫升速率極大。試驗中期，

標準曲線溫升速率趨于緩和，實際爐溫曲線快速逼近標準溫

升曲線，PID控制器逐漸發(fā)揮調(diào)節(jié)作用，控制四臺燃燒機提

供適度的供熱輸出。試驗后期，鍋爐溫度基本處于穩(wěn)定狀態(tài)，

溫度上升緩慢，PID控制器使用積分環(huán)節(jié)，進一步消除鍋爐

實際溫度的穩(wěn)態(tài)誤差。

700

600

實際升溫曲線

500標準控溫曲線

℃

/400

T

300

200

100

0

036072010801440180021602520288032403600

t/s

圖2標準控溫曲線與實際升溫曲線比較圖

爐溫偏差按以下關(guān)系式計算：

AAs

de100

As

式中：

d

e——偏差，%；

-7-

A——實際爐內(nèi)時間-平均溫度曲線下的面積；

As——標準時間-溫度曲線下的面積；

t——時間，單位為分鐘（min）。

de值應(yīng)控制在以下范圍內(nèi)：

a)de≤15%從5min＜t≤10min

b)de≤[15-0.5(t-10)]%從10min＜t≤30min

c)de≤[5-0.083(t-30)]%從30min＜t≤60min

d)de≤2.5%從t＞60min

從圖3爐溫偏差曲線圖可以看出，試驗進行5分鐘后，

鍋爐的爐溫偏差很快降到0.48%以下，10分鐘的爐溫偏差為

0.27%。從測試數(shù)據(jù)來看，控溫效果非常好。

70

65

60

55

50

45

%40

/

35

差

30

偏

25

20

15

10

5

0

036072010801440180021602520288032403600

時間/s

圖3爐溫偏差曲線圖

（三）標準修訂變化及依據(jù)（僅修訂標準需要列出）

無。

三、主要試驗、驗證結(jié)果及分析

-8-

本標準在制定過程中，進行了大量的實體驗證試驗，證

明相關(guān)技術(shù)參數(shù)真實可信。本標準的的建立，可以為噴水保

護下鑲玻璃構(gòu)件的實際使用提供檢驗檢測方法和手段。

1、標定控溫試驗

編制組首先按照第5章試驗裝置的技術(shù)要求建造了耐火

試驗爐，并按照GB/T9978.1-2008第6.1.1條規(guī)定的標準

升溫曲線T=345lg(8t+1)+T0進行了非噴水條件下的標定控

溫曲線。由圖4標準控溫曲線與標定控溫曲線比較圖可以看

出，耐火試驗爐實際溫升曲線與標準控溫曲線吻合度極佳，

其供熱性能能夠很好的滿足GB/T9978.1的各項規(guī)定。此外，

試驗過程中控制燃燒機供熱量的電流變化曲線也被計算機

系統(tǒng)實時記錄保存，如圖5所示。

1000

900

800

標準控溫曲線

700

標定控溫曲線

)600

℃

(500

度

400

溫

300

200

100

0

0300600900120015001800210024002700300033003600

時間(s)

圖4標準控溫曲線與標定控溫曲線比較圖

-9-

22

20

18

16

）14

A

m12

（10

流8

電6

4

2

0

0300600900120015001800210024002700300033003600

時間(s)

圖5標定控溫試驗燃燒機供熱控制電流曲線

2、控溫校對試驗

控溫校對試驗按照標定控溫試驗的控制電流變化規(guī)律

對燃燒機進行控制，圖4為標準控溫曲線與控溫校對曲線比

較圖。從圖6可以看出，溫度變化曲線還原效果非常理想。

1000

900

800

700標準控溫曲線

)控溫校對曲線

600

℃

(500

度

400

溫

300

200

100

0

0300600900120015001800210024002700300033003600

時間(s)

圖6標準控溫曲線與控溫校對曲線比較圖

3、噴水驗證試驗

噴水驗證試驗是噴水試驗，其供熱條件依然按照標定控

溫試驗的電流變化規(guī)律對燃燒機進行控制。編制組發(fā)現(xiàn)，由

-10-

于灑水噴頭噴水飛濺，導(dǎo)致爐內(nèi)擋板和試件之間的區(qū)域都會

受到噴水的影響，如圖7所示。GB/T9978.1規(guī)定的距離試

件100mm的爐內(nèi)熱電偶由于受到噴水的影響，而無法采集到

爐內(nèi)真實的環(huán)境溫度。因此編制組在對噴頭采取適當擋水措

施的基礎(chǔ)上，將爐內(nèi)熱電偶的位置分別由100mm調(diào)整到

800mm、1100mm和1400mm。通過試驗發(fā)現(xiàn)，即使噴頭采取了

擋水措施，爐內(nèi)熱電偶距離試件800mm和1100mm時依然受

到噴水的影響。當爐內(nèi)熱電偶距離試件1400mm時，熱電偶

采集到的溫度穩(wěn)定，能夠正確反映爐內(nèi)溫度，溫度變化曲線

如圖8所示。

圖7擋板遭到水淋照片

-11-

500

450

400

350

）300

℃

250

（

度200

溫150

100

50

0

0300600900120015001800210024002700300033003600

時間（s）

圖8距離試件1400mm爐內(nèi)溫度變化曲線

4、噴水調(diào)整試驗

從圖8可以看出，在噴水條件下爐內(nèi)實際溫度基本穩(wěn)定

在420℃。為了增加試驗條件的嚴酷性，同時考慮到噴水條

件下蒸發(fā)吸熱作用導(dǎo)致爐內(nèi)熱量大量損失的實際情況，編制

組選擇GB/T26784-2011《建筑構(gòu)件耐火試驗可供選擇和附

加的試驗程序》第4.2條室外火災(zāi)升溫曲線

0.32t3.8t

T660(10.687e0.313e)T0作為試驗爐升溫條件采用進行監(jiān)測和

控制。從圖9可以看出，實際升溫曲線與室外火災(zāi)升溫曲線

吻合度極佳，符合GB/T26784-2011的相關(guān)要求。圖10為

噴水調(diào)整試驗與標定控溫試驗的燃燒機供熱控制電流對比

圖，噴水調(diào)整試驗的供熱量要遠遠高于標定控溫試驗的供熱

量，噴水調(diào)整試驗的試驗條件更加嚴酷。

-12-

700

600

實際升溫曲線

500標準控溫曲線

℃

/400

T

300

200

100

0

036072010801440180021602520288032403600

t/s

圖9標準控溫曲線與實際升溫曲線比較

22

標定控溫試驗

20

噴水調(diào)整試驗

18

16

）14

A

m12

（10

流8

電6

4

2

0

0300600900120015001800210024002700300033003600

時間(s)

圖10噴水調(diào)整試驗與標定控溫試驗的燃燒機供熱控制

電流對比圖

四、與國際、國外同類標準技術(shù)內(nèi)容的對比情況

本標準在國際、國外無此類型標準可供參考，為國內(nèi)首

次制定。

五、以國際標準為基礎(chǔ)的起草情況、是否合規(guī)引用或采

用國際國外標準以及未采用國際標準的原因

無。

六、與有關(guān)法律、行政法規(guī)及相關(guān)標準水平的關(guān)系

本標準與有關(guān)法律、行政法規(guī)及相關(guān)標準協(xié)調(diào)一致，無

-13-

沖突。

七、重大分歧意見的處理過程及依據(jù)

編制和審查過程中均未有重大分歧意見。

八、作為強制性標準或推薦性標準的建議及理由

本標準屬于試驗方法標準，經(jīng)全國消防標準化技術(shù)委員

會建筑構(gòu)件耐火性能分技術(shù)委員會對本標準的逐條審查，建

議本標準為推薦性標準。

九、標準自發(fā)布日期至實施日期的過渡期建議及理由

本標準自發(fā)布日期至實施日期的過渡期建議為6個月，

其中要進行標準宣貫，生產(chǎn)廠家對標準進行理解消化，進行

技術(shù)改造，設(shè)計、生產(chǎn)、測試、檢測等。

十、與實施標準有關(guān)的政策措施

標準發(fā)布后由全國消防標準化技術(shù)委員會和火災(zāi)調(diào)查

分技術(shù)委員會組織對相關(guān)單位和人員進行線下宣貫和技術(shù)

培訓(xùn)工作，便于使用者的理解和正確使用。通過有關(guān)強制性

標準的引用，推動標準的實施。

十一、是否需要對外通報的建議及理由。

產(chǎn)品無進出口，不需要對外通報。

十二、廢止現(xiàn)行有關(guān)標準的建議

無。

十三、涉及專利的有關(guān)說明

本標準未涉及專利。

十四、標準所涉及的產(chǎn)品、過程或者服務(wù)目錄

本標準主要涉及噴水保護下鑲玻璃構(gòu)件耐火試驗過程。

-14-

十五、其他應(yīng)予以說明的事項

無。

-15-

中華人民共和國消防救援行業(yè)標準

《噴水保護下鑲玻璃構(gòu)件耐火試驗方法》

（報批稿）

編制說明

標準編制組

二○二三年九月

一、工作簡況

（一）任務(wù)來源

消防救援行業(yè)標準《噴水保護下鑲玻璃構(gòu)件耐火試驗方

法》的制定計劃由應(yīng)急管理部下達，由全國消防標準化委員

會建筑構(gòu)件耐火性能分技術(shù)委員會（TC113/SC8）組織起草

和審查。