节能保温型材及包括该型材的节能保温防火窗

摘要

本发明公开节能保温型材及包括该型材的节能保温防火窗，该节能保温型材由无机纤维增强树脂制成，无机纤维增强树脂由无机纤维和树脂复合而成，在节能保温型材上设有空腔，且在空腔的内壁上设有一条或多条防火膨胀条。该节能保温防火窗包括：窗框，包括：窗框防火芯，窗框防火芯由节能保温型材制成；窗扇，包括：窗扇防火芯，窗扇防火芯由节能保温型材制成；防火玻璃，设置于窗扇防火芯用于支撑防火玻璃的支撑面上。本发明节能保温型材及包括该型材的节能保温防火窗结构简单，安全性能高，有效阻止火势的蔓延，保证窗体框架完整性，达到防火窗的有关规范。同时，具有良好的隔音、隔热、保温性能，符合各地对建筑节能所要求的门窗节能要求。

说明书

技术领域

本发明涉及防火窗系统，具体涉及一种节能保温型材及包括该型材的节能保温防火窗。

背景技术

随着生活水平的日益提高，人们对建筑的隔热保温节能要求越来越高。同时，人们也逐渐越来越关注房屋的防火安全性能，特别是各地频发的建筑火灾，引起人们和消防部门的重视。国家消防部门陆续出台建筑防火新的消防规范和标准，及各地不断提高建筑节能新的要求，一种节能保温防火窗应运而生。

防火窗采用窗框、窗扇以及防火玻璃组成。传统防火窗中窗框与窗扇的框架采用金属材质制成，其防火效果好，但是由于金属导热效果好，室内与室外产生热交换，保温性能差，不节能。而且，由于金属框架制造工艺的限制，金属框型材一般是通过辊压制成，精度不高，型材再通过焊接而成。通过这样的工艺制作的防火窗难以精密，其水密性和气密性较低，易渗水、漏气和漏风，难以满足外窗的要求。钢制防火窗需通过焊接组装，，长时间户外使用易锈蚀。所以，现有的钢制防火窗完全不能适应建筑外窗的需求。而采用现有的铝合金型材制成的窗扇与窗框的框架时，不耐高温，在600℃时就熔化了，PVC窗更是不耐烧灼，均不能满足防火窗的要求。

故一种结构简单、安全性能高，可以有效降低火势蔓延，保证窗体框架完整性，具有保温、隔热、防火效果的节能保温型材及包括该型材的节能保温防火窗亟待提出。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种节能保温型材及包括该型材的节能保温防火窗，该节能保温耐火窗结构简单，安全性能高，有效阻止火势的蔓延，保证防火窗整窗的完整性，达到防火窗的有关规范。同时，该节能保温防火窗具有良好的水密性、气密性、隔音、节能保温性能，符合各地对建筑节能所要求的建筑外门窗节能要求，适宜大范围的推广应用。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

节能保温型材由无机纤维增强树脂制成，无机纤维增强树脂由无机纤维和树脂复合而成，在节能保温型材上设有空腔，且在空腔的内壁上设有一条或多条防火膨胀条。

窗框，包括：窗框防火芯，窗框防火芯由节能保温型材制成；窗扇，包括：窗扇防火芯，窗扇防火芯由节能保温型材；防火玻璃，设置于窗扇防火芯用于支撑防火玻璃的支撑面上。

本发明一种节能保温防火窗，采用无机纤维增强树脂制成窗框防火芯和窗扇防火芯，其强度高，导热系数低，保温隔热效果好，节能环保；同时，由于防火窗型材制造由于是模具拉挤，型材做的可以很精密，故整窗的水密性、气密性和抗风压比较高，完全满足建筑用外窗的要求。设置于窗框防火芯和窗扇防火芯空腔内的防火膨胀条，在150℃～200℃温度下，发生膨胀，膨胀到原来的25倍左右，产生了意想不到的有益效果。第一，防火膨胀条发生膨胀，将窗框防火芯和/或窗扇防火芯空腔进行填满，使原本的空腔变为密闭的实心腔体，有效阻断气流通道，在原本的空腔内因膨胀条的膨胀填满，使腔体内没有氧气的提供，有效阻止窗框和窗扇腔体内表面的燃烧，有效保护窗型材在燃烧时不会发生结构性破坏。第二，膨胀后的防火膨胀条有一定的耐压强度，对窗框和窗扇提供一定的力学支撑，有助于维持防火窗的整窗完整性。第三，膨胀后的防火膨胀条，隔热效果好，将火焰的高温进行一定阻隔，有效的保护角码连接件，锁扣，铰链防止高温时变形失效。第四，传统钢制门窗框中因填满水泥或膨胀珍珠岩，很重，往往门窗会下垂，时间一长，门窗关不严，而本发明的防火窗与传统金属材料制成的窗框或窗扇相比，其重量大大减轻，重量只有传统钢制窗的几分之一，解决传统钢制窗门窗关不严的问题。第五，其在遇到大火后窗框和窗扇不会发生形变，不会对防火玻璃产生挤压力，保护玻璃的燃烧完整性，从而达到整窗燃烧完整性。

在上述技术方案的基础上，还可做如下改进：

作为优选的方案，在窗框防火芯与窗扇防火芯之间形成封闭腔体，在封闭腔体的内壁上设有一条或多条防火膨胀条。

采用上述优选的方案，在高温下，防火膨胀条在150℃～200℃温度下，发生膨胀，膨胀到原来的25倍左右，将窗框防火芯与窗扇防火芯之间形成的封闭腔体完全填满，使原本的空腔变为密闭的实心腔体，有效阻断气流通道，因腔体内没有氧气的提供，有效阻止窗框和窗扇框外表面的燃烧，有效保护窗型材不会发生结构性破坏；同时，膨胀后的防火膨胀条有一定的耐压强度，对窗扇提供有效支撑，窗扇不宜下垂，也对窗框和窗扇提供一定的力学支撑，有助防火窗的整窗完整性。再者，由于闭合空腔变为实心，可防止火焰从封闭腔体窜出，符合整窗完整性的检测要求。

作为优选的方案，在窗扇防火芯与防火玻璃之间设有一条或多条防火膨胀条。

采用上述优选的方案，同样，在高温下，防火膨胀条在150℃～200℃温度下，发生膨胀，膨胀到原来的25倍左右，将窗扇防火芯与防火玻璃之间形成的间隙完全填满，有效阻断气流通道，因窗扇与玻璃间隙之间没有氧气的提供，有效阻止与玻璃接触的窗扇框外表面的燃烧，有效保护窗型材不会发生结构性破坏；同时，有效防止火焰从窗扇与玻璃之间的缝隙窜出，符合整窗完整性的检测要求。

作为优选的方案，在窗扇防火芯的支撑面上设有一个或多个L型连接卡件，L型连接卡件的一侧面与窗扇防火芯的支撑面固定连接，L型连接卡件的另一侧面与防火玻璃接触。

采用上述优选的方案，在窗扇框的向火面在燃烧受到破坏的情况下，L型连接卡件可以有效实现对防火玻璃的支撑保护作用，可以有效保证防火玻璃的稳定性，保证防火玻璃不变形和滑落，从而保证防火窗整窗的完整性。

作为优选的方案，L型连接卡件由玻璃纤维增强的酚醛树脂或金属材料制成。

采用上述优选的方案，L型连接卡件由玻璃纤维增强的酚醛树脂制成，玻璃纤维增强酚醛树脂具有良好的耐烧灼性及阻燃性，在900℃的高温烧灼下，会出现碳化现象，连接卡件的结构不会被破坏，保持其结构的完整性，不会发生扭曲变形，对防火玻璃有持续稳定的支撑力。连接卡件由金属材料制成，其成本低，结构简单。

作为优选的方案，在窗框防火芯与窗扇防火芯形成的封闭腔体内设有阻水条，阻水条与窗框防火芯卡接，且在阻水条与窗框防火芯之间设有一条或多条防火膨胀条；

优选的，窗框防火芯与墙体接触的外侧面设有一条或多条防火膨胀条。

采用上述优选的方案，第一，满足整窗水密性要求，有较好的防水功能；第二，在高温下，防火膨胀条膨胀阻断气体流动通道，隔绝窗框外表面的氧气，进一步保护封闭腔体中窗框表面不燃烧，保护窗框的完整性，从而保证整窗的完整性。

采用上述更优选的方案，同样，在高温下，防火膨胀条在150℃～200℃温度下，发生膨胀，膨胀到原来的25倍左右，将窗框防火芯与墙体之间形成的间隙完全填满，有效阻断气流通道，因窗框与墙体安装的窗框外表面不接触氧气，有效阻止与墙体接触的窗框外表面的燃烧，有效保护窗型材不会发生结构性破坏；同时，有效防止火焰从窗框与墙体之间的缝隙窜出，保证防火窗安装上墙达到系统性防火的要求。

作为优选的方案，防火玻璃为夹胶型海绵硅防火玻璃或硼硅防火玻璃或灌注型防火玻璃或夹胶型海绵硅防火玻璃和钢化玻璃复合形成的中空防火玻璃或硼硅防火玻璃和钢化玻璃复合形成的中空防火玻璃。

采用上述优选的方案，有些传统的防火玻璃在遇到大火后会发生较大膨胀形变，而本发明的窗扇框不宜变形，发生形变的防火玻璃很易发生炸碎。而夹胶型海绵硅防火玻璃或灌注型防火玻璃在高温下由于有海绵硅或灌胶的保护，玻璃不会发生形变，硼硅防火玻璃因膨胀系数极低，也不会发生大的形变，而本发明的窗扇框不宜变形，这些类型的防火玻璃与本发明的窗框配合很好，结构稳定。

作为优选的方案，无机纤维为由玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维的一种或多种组合而成；所述的树脂为聚氨酯树脂或不饱和树脂或环氧树脂或酚醛树脂；

优选的，采用无机纤维为玻璃纤维、树脂为聚氨酯树脂复合成玻璃纤维增强聚氨酯树脂，采用玻璃纤维增强聚氨酯树脂制成窗框防火芯和/或窗扇防火芯时，玻璃纤维的重量百分比大于75％。

采用上述优选的方案，因无机纤维熔点高，本身就是不燃材料，有效阻隔火焰的传播蔓延；同时，无机纤维增强树脂机械强度高，具有较好的隔热效果和受力效果，起到型材抗风压和保温的决定作用。同时，可以有效降低型材的整体重量，更便于运输。

采用上述更优选的方案，在所述窗框防火芯和/或所述窗扇防火芯中当用玻璃纤维增强聚氨酯树脂时，玻璃纤维的重量百分比大于75％，玻璃纤维强度高，软化点也高，更主要价格便宜，同时，高含量的玻璃纤维可有效阻止火焰的蔓延。

作为优选的方案，在窗框防火芯和/或窗扇防火芯的一侧或两侧设有装饰层，装饰层与窗框防火芯和/或窗扇防火芯通过卡接件卡接。

采用上述优选的方案，装饰层可为铝型材，卡接件为PVC或金属卡扣。

附图说明

图1为本发明实施例提供的节能保温防火窗的结构示意图之一。

图2为本发明实施例提供的节能保温防火窗的结构示意图之二。

图3为本发明实施例提供的节能保温防火窗的结构示意图之三。

图4为本发明实施例提供的节能保温防火窗的结构示意图之四。

图5为本发明实施例提供的节能保温防火窗的结构示意图之五。

图6为本发明实施例提供的节能保温防火窗的结构示意图之六。

图7为本发明实施例提供的节能保温防火窗的结构示意图之七。

图8为本发明实施例提供的节能保温防火窗的结构示意图之八。

图9为本发明实施例提供的节能保温防火窗的结构示意图之九。

图10为本发明实施例提供的节能保温防火窗的结构示意图之十。

图11为本发明实施例提供的节能保温防火窗的结构示意图之十一。

图12为本发明实施例提供的节能保温防火窗的结构示意图之十二。

其中：1窗框、11窗框防火芯、111窗框防火芯外侧面、12窗框防火芯空腔、2窗扇、21窗扇防火芯、211窗扇防火芯支撑面、22窗扇防火芯空腔、3防火玻璃、4角码、5L型连接卡件、51延伸部、6防火膨胀条、7封闭腔体、8阻水条、9装饰层、10卡接件。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。

为了达到本发明的目的，节能保温型材及包括该型材的节能保温防火窗的其中一些实施例中，

如图1所示，节能保温型材由玻璃纤维增强聚氨酯树脂制成，在节能保温型材上设有空腔，且在空腔的内壁上设有一条防火膨胀条。

由该节能保温型材制成的节能保温防火窗包括：窗框1、窗扇2以及防火玻璃3，防火玻璃3为夹胶海绵硅防火玻璃与普通钢化玻璃复合，形成中空节能保温防火玻璃。

窗框1包括：窗框防火芯11，窗框防火芯11由玻璃纤维增强聚氨酯树脂制成，且在窗框防火芯11上设有用于承插角码4的两个空腔12。在窗框防火芯空腔12的内壁上设有一条防火膨胀条6。在窗框防火芯11中玻璃纤维的重量百分比大于75％。

窗扇2包括：窗扇防火芯21，窗扇防火芯21由玻璃纤维增强聚氨酯树脂制成，且在窗扇防火芯21上设有用于承插角码4的两个空腔22。在窗扇防火芯空腔22的内壁上设有一条防火膨胀条6。在窗扇防火芯21中玻璃纤维的重量百分比大于75％。

在本实施例中，角码4采用铝合金角码。窗框防火芯11与窗扇防火芯21由节能保温型材制成，而该节能保温型材还可以用以制造其他的防火门框或防火家居等。

窗框防火芯11与窗扇防火芯21相互搭接，并通过窗框防火芯11与窗扇防火芯21上的气密条密封，形成封闭腔体7。

防火玻璃3设置于窗扇防火芯21用于支撑防火玻璃的支撑面211上。在窗扇防火芯21的支撑面211上设有L型连接卡件5，L型连接卡件5一侧面与窗扇防火芯21的支撑面211固定连接，L型连接卡件5的另一侧面通过延伸部51与防火玻璃3接触。在防火玻璃与窗扇防火芯21之间设有一条防火膨胀条6。在本实施例中，L型连接卡件5在防火玻璃3下面的部分由玻璃纤维增强酚醛树脂制成，在防火玻璃3的另外三面的部分由不锈钢材料制成，玻璃纤维增强酚醛树脂制成的连接卡件5不仅能起到固定支撑玻璃，而且起着玻璃垫块的作用，结构简单、合理、经济。

在窗框防火芯11与窗扇防火芯21之间形成封闭腔体7，在封闭腔体7的窗扇防火芯21的槽口里设有一条防火膨胀条6。

窗框防火芯11与墙体接触的外侧面111设有一条防火膨胀条6。

在窗框防火芯11与窗扇防火芯21形成的封闭腔体7内设有阻水条8，阻水条8与窗框防火芯11卡接，并和窗扇防火芯21搭接，阻水条8可以有效提高整窗的阻水能力。在阻水条8与窗框防火芯11之间设有一条防火膨胀条。

本发明一种节能保温防火窗具有以下有益效果：

第一，采用玻璃纤维增强聚氨酯树脂制成的保温型材做成的窗框防火芯11和窗扇防火芯21，其导热系数低，导热系数只有0.22W/M²·K，整窗导热系数只有2.0W/M²·K，保温隔热效果好，节能环保。同时气密性达到国家门窗标准最高级别--8级；水密性达到国家门窗标准级别--5级。

第二，防火膨胀条6在150℃～200℃温度下，发生膨胀，膨胀到原来的25倍左右，其使得1)将窗扇防火芯21及窗框防火芯11内的多个空腔进行填满；2)将窗框防火芯11和窗扇防火芯21之间形成的封闭空腔7进行填满；3)将窗扇防火芯21与防火玻璃3之间的间隙进行填充；4)将窗框防火芯11与安装的墙体空隙进行填满。由于以上所有的空腔或空隙被防火膨胀条6膨胀填满，使这些空腔和空隙变为实心，形成整窗在燃烧时系统性的阻断所有的气流通道，隔绝氧气，有效阻止火焰在窗扇及窗框腔体内外壁的燃烧，阻止火势的蔓延。

第三，由于防火膨胀条6高温膨胀，使空腔及空隙变为实心，有效防止火苗窜出，达到整窗的完整性。

第四，由于采用极轻的防火膨胀条6填充，防火窗整窗重量很轻，只有传统防火窗重量的20％，窗扇不会下垂，保证窗户关闭时的良好密封性，保证长期的品质稳定。

第五，膨胀后的防火膨胀条6，在受高温膨胀后可以承受一定的压力，对窗扇有一定的支撑作用，防止窗扇在燃烧时下垂，防止火苗窜出。同时，在烧到900多度的高温时对窗框及窗扇的完整性提供支撑。

第六，膨胀后的防火膨胀条6，隔热效果好，将火焰的高温进行有效阻隔。特别是对铝合金角码，金属铰链，锁扣起到非常好的隔热保护，从而保护了整窗的燃烧完整性。

第七，由玻璃纤维增强聚氨酯树脂制成的窗型材，因其玻璃纤维含量大于75％，并且火焰的蔓延与玻璃纤维方向成垂直方向，高含量的玻璃纤维有效阻止火焰的传播和蔓延。

第八，连接卡件5可以有效实现对防火玻璃3的支撑保护作用，L型连接卡件5上的延伸部51与防火玻璃3的侧壁接触，在窗扇防火芯21的向火面在燃烧受到破坏的情况下，L型连接卡件5可以有效实现对防火玻璃的支撑保护作用，可以有效保证防火玻璃的稳定性，保证防火玻璃不变形和滑落，从而保证防火窗整窗的完整性。

第九，采用在高温下不会发生形变的夹胶型海绵硅防火玻璃与普通钢化玻璃复合，形成中空节能保温防火玻璃，与本发明提出的窗框防火芯11和窗扇防火芯配合使用，其两者均不会发生形变，不会产生相互挤压力，能保证最后一片玻璃不会爆炸，安全性能高，完全避免传统的防火门窗玻璃高爆炸率的风险。

第十，在防火玻璃的下面的L型连接卡件5由玻璃纤维增强酚醛树脂制成，既能保护玻璃的滑落，又能起到隔热玻璃垫块的作用，其垫块本身也难易燃烧。

如图2为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，L型连接卡件5全由玻璃纤维增强的酚醛树脂制成，玻璃纤维增强酚醛树脂具有良好的耐烧灼性及阻燃性，在900℃的高温烧灼下，会出现碳化现象，L型连接卡件5的结构不会被破坏，保持其结构的完整性，不会发生扭曲变形，对防火玻璃3有持续稳定的支撑力。同时，起到很好的玻璃垫块作用。

进一步，如图3所示，在窗框防火芯空腔12、窗扇防火芯空腔22以及封闭腔体7内设有多条防火膨胀条6，其阻火隔热效果更好；同时防火玻璃3换成一片硼硅防火玻璃和一片普通钢化玻璃组成中空节能防火玻璃。由于只有二片玻璃组成，窗扇更轻，安装方便，硼硅防火玻璃膨胀系数极低，在高温燃烧时不变形，与本发明窗型材很好配合。

如图4所示，为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，在窗框防火芯11上设有用于承插角码4的一个空腔12。在窗扇防火芯21上设有用于承插角码4的一个空腔22。在窗框防火芯11和窗扇防火芯21的两侧分别设有装饰层9，装饰层9分别与窗框防火芯11和窗扇防火芯21通过卡接件10卡接。装饰层9为铝型材，卡接件10为PVC卡扣。装饰层9提高整窗的美观性。L型连接卡件5由不锈钢材料制成，其结构简单，成本低。

如图5所示，进一步，窗框防火芯11和窗扇防火芯21由玄武岩纤维增强不饱和树脂制成的节能保温型材制成，L型连接卡件5由纤维增强的酚醛树脂制成。窗框防火芯11和窗扇防火芯21由玄武岩纤维增强不饱和树脂制成，强度更高，可以提高整窗的抗风压性能，整窗抗风压可提高到8级；纤维增强酚醛树脂具有良好的耐烧灼性及阻燃性，在900℃的高温烧灼下，会出现碳化现象，L型连接卡件5的结构不会被破坏，保持其结构的完整性，不会发生扭曲变形，对防火玻璃3有持续稳定的支撑力，同时，起到很好的玻璃垫块作用。

进一步，如图6所示，窗框防火芯11和窗扇防火芯21由玻璃纤维和碳纤维混和增强聚氨酯树脂制成的节能保温型材制成，可以有效提高窗型材的抗弯模量，提高整窗的抗风压，抗风压可到最高级--9级。在窗框防火芯空腔12、窗扇防火芯空腔22以及封闭腔体7内设有多条防火膨胀条6，其阻火隔热效果更好。

如图7为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，在窗框防火芯11上设有用于承插角码4的两个空腔12。在窗扇防火芯21上设有用于承插角码4的两个空腔22。在窗框防火芯11和窗扇防火芯21的两侧分别设有装饰层9，装饰层9分别与窗框防火芯11和窗扇防火芯21通过卡接件10卡接。装饰层9为铝型材，卡接件10为PVC卡扣。装饰层9提高整窗的美观性。L型连接卡件5由金属材料制成，其结构简单，成本低。

如图8所示，进一步，窗框防火芯11和窗扇防火芯21由玻璃纤维增强酚醛树脂制成的节能保温型材制成，L型连接卡件5由纤维增强的酚醛树脂制成，玻璃纤维增强酚醛树脂具有良好的耐烧灼性及阻燃性，在900℃的高温烧灼下，会出现碳化现象，窗型材及L型连接卡件5的结构不会被破坏，保持其结构的完整性，不会发生扭曲变形，对防火玻璃3有持续稳定的支撑力。

进一步，如图9所示，在窗框防火芯空腔12、窗扇防火芯空腔22以及封闭腔体7内设有多条防火膨胀条6，其阻火隔热效果更好；同时防火玻璃3换成灌注式防火玻璃，灌注式防火玻璃在高温燃烧时，玻璃能起到很好的隔热作用。

本发明提出一种节能保温防火窗，其包含窗框1、窗扇2以及防火玻璃3。值得注意的是，如图10-12所示，节能保温防火窗为固定窗，其包括窗框1以及防火玻璃3，防火玻璃3设置于窗框防火芯11上，在窗框防火芯空腔12内以及窗框防火芯11与墙体接触的外侧面111设有一条防火膨胀条6，其也可以起到阻火隔热的效果。

新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。