防火门耐火极限测试全过程：如何模拟真实火灾环境

防火门耐火极限测试是一个高度标准化的过程，其核心目标就是尽可能真实地模拟真实火灾环境对门的影响，从而评估其在规定时间内保持防火分隔功能（阻止火焰穿透、控制背火面温度、防止烟气泄漏）的能力。整个过程严格遵循国家标准（如GB/T 9978系列）或国际标准（如ISO 834, BS 476, UL 10C等）。

以下是防火门耐火极限测试的全过程，重点阐述如何模拟真实火灾环境：

试件选择与准备:

• 选择符合设计要求的防火门（包括门扇、门框、五金件、密封条等）作为试件。
• 按照实际安装方式进行安装，固定在符合要求的测试墙体结构上。墙体结构通常也是耐火结构，确保火焰和热量主要作用于门组件本身。
• 安装必须模拟实际工程中的细节，如门框与墙体的固定方式、缝隙填充（如防火封堵材料）等。这是模拟真实环境的关键基础。
• 在门扇和门框的特定位置（特别是预期高温区域和缝隙处）安装热电偶，用于测量温度。

测试炉准备:

• 使用专用的耐火试验炉（水平炉或垂直炉，防火门通常在垂直炉中测试）。
• 炉膛尺寸需足够大，确保门试件周围有足够的空间供火焰和热气流动，模拟真实火灾中火势蔓延的环境。
• 炉内壁布置有大量热电偶，用于监测和控制炉内温度，使其严格遵循标准升温曲线。
• 炉体配备强大的燃烧系统（通常使用燃气，如天然气或丙烷）和送风系统，以产生所需的高温🔥和炉内压力。
• 炉体另一侧（背火面）配备观测设备（观察窗、摄像头）和测量背火面温度的热电偶网格。

测试的核心在于通过控制炉内条件，精确模拟真实火灾发展过程中的热环境和压力环境：

时间-温度曲线 (核心热环境模拟):

• 这是模拟火灾发展最核心的要素。标准规定了一个特定的升温曲线（如ISO 834曲线、GB/T 9978.1曲线）。
• 曲线特点： 初始阶段温度急剧上升（例如，5分钟内达到约550°C，30分钟内达到约840°C），之后温度继续上升但速率减缓，在60分钟时达到约945°C，120分钟时达到约1050°C。这个曲线是基于大量真实火灾统计数据得出的，代表了建筑火灾中温度随时间发展的典型模式。
• 如何模拟： 燃烧系统和控制系统根据炉内热电偶反馈的实时温度，精确调节燃料和空气的供应量，使炉内平均温度在每一时刻都强制符合这条标准曲线。这确保了试件经受的热冲击与实际火灾中可能经历的热冲击在强度和时间进程上高度一致。

炉内压力 (关键压力环境模拟):

• 真实火灾中，燃烧产生的热气体膨胀上升，会在起火房间（隔间）内形成相对于外部（如走廊或其他房间）的正压力（超压）。这个压力差会驱使火焰和高温烟气从门缝、缝隙或开口处向外渗透。
• 如何模拟： 测试炉通过调节送风系统和排烟挡板，在炉内（模拟起火房间）维持一个相对于背火面（模拟安全区域）的稳定正压差。这个压力差通常设定在标准规定值（例如，ISO 834要求炉内中心线上方500mm处的压力为 17 ± 3 Pa）。这个正压差是模拟真实火灾中火焰和烟气试图通过门缝向外蔓延的关键驱动力。没有这个压力差，测试就不够真实。

火焰冲击与辐射:

• 燃烧器喷出的火焰🔥直接冲击门扇和门框表面。
• 炉内炽热的墙壁和燃烧气体产生强烈的热辐射，作用于门的所有受火面。
• 这模拟了真实火灾中门体直接暴露在火焰和高温辐射下的情况。

机械载荷 (模拟使用状态):

• 对于某些类型的门（特别是承重门或可能在火灾中承受结构载荷的门），测试中会施加一个恒定的机械载荷（通常是垂直方向的荷载），模拟建筑在火灾中可能发生的变形或结构荷载对门的影响。

• 炉温: 持续监测炉内多个热电偶的温度，确保平均值符合标准曲线。
• 炉压: 持续监测并控制炉内压力，维持规定正压差。
• 背火面温度: 持续监测安装在门扇、门框特定位置以及距门一定距离处网格点上的热电偶温度。
• 完整性观测:
  • 肉眼或通过摄像头持续观察背火面（尤其是门缝、五金件安装孔、玻璃周边等部位）是否有持续火焰出现（≥10秒）。
  • 使用标准规定的缝隙探棒（如直径6mm或25mm的探棒）尝试插入缝隙，判断是否失去完整性。
  • 使用标准棉垫（干燥、未处理的纯棉布，约100mm x 100mm x 20mm）压在门缝或孔洞处，观察是否在10秒内点燃或阴燃。这是检测高温烟气携带可燃微粒逸出的重要方法，模拟了烟气引燃邻近可燃物的危险。
• 试件变形: 观察记录门扇是否发生严重扭曲、脱落或出现影响完整性的孔洞。

测试在以下任一情况发生时终止：

• 背火面出现持续≥10秒的火焰。
• 缝隙探棒（6mm或25mm）能穿过试件进入炉内，或卡在试件中。
• 标准棉垫被点燃或阴燃。

• 门扇背火面平均温升超过初始平均温度140°C。
• 门扇背火面任一点（不包括门框）温升超过初始温度180°C。
• 门框背火面任一点温升超过初始温度180°C。

• 标准时间-温度曲线: 精确复制了真实建筑火灾中温度随时间发展的典型模式，提供等效的热暴露。
• 炉内正压差: 模拟了真实火灾中起火房间内形成的超压，这是驱动火焰和烟气通过门缝等薄弱环节向外渗透的关键物理机制。这是区别于单纯高温测试的核心要素。
• 直接火焰冲击与热辐射: 模拟了门在火场中直接受火面的热环境。
• 实际安装状态: 试件按实际工程方式安装，包括墙体、门框固定、缝隙处理等，确保边界条件真实。
• 完整性评估方法 (棉垫试验): 直接模拟了高温烟气携带可燃微粒逸出并引燃邻近物品的危险场景。
• 机械载荷 (如适用): 模拟了火灾中建筑变形或荷载对门的影响。

通过以上严格控制的参数和方法，耐火极限测试在实验室环境下最大程度地模拟了真实火灾对防火门的热力作用、机械作用和烟气渗透作用，从而可靠地评估其在实际火灾中能够维持防火分隔功能的极限时间（耐火极限）。测试结果是防火门能否应用于特定建筑部位、保障人员疏散和财产安全的关键依据。💪🏻