1.本发明涉及防火门或类似闭合装置技术领域，种轻制作特别是且易涉及一种轻且易安装的模块式耐火保温窗
。
背景技术：
2.《
建筑设计防火规范
》gb50016-2014
中
5.5.32
条规定：“建筑高度大于
54
米的安装住宅建筑，每户应有一个房间符合下列规定：
1 应靠外墙设置，块式并应设置可开启外窗；
2 内
、耐火
外墙体的保温耐火极限不应低于
1.00h
，该房间门宜采用乙级防火门，种轻制作外窗的且易完整性不宜低于
1.00h。”6.7.7
条规定：“除采用
b1
级保温材料且建筑高度不大于
24m
的安装公共建筑或采用
b1
级保温材料建筑高度不大于
27m
的住宅建筑外，建筑外墙上门
、块式
窗的耐火耐火完整性不应低于
0.50h”。
3.满足以上要求的保温窗户有耐火窗和防火窗
。
防火窗有明确的种轻制作定义以及指标（
gb16809-2008
防火窗）
。
耐火窗则没有明确定义，且易业界通常认为其为设置在建筑外墙上
、安装
耐火完整性满足消防验收要求的非隔热性镶玻璃构件（这里的隔热，指的是被火烧之后背面不烫，与窗户的保温性能不是一个指标，其由
gb/t 12513-2006 镶玻璃构件耐火检测 中的隔热性测试结果来判断，被火烧后室内侧温度平均升温幅度不超过
140℃
且没有升温幅度超过
180℃
的位置）
。
由于耐火窗相较于防火窗满足的指标少很多，其成本低于防火窗
。
4.目前耐火窗常见的有钢质耐火窗和非钢质耐火窗
。
钢质耐火窗一般参照非隔热防火窗的做法，由本身无法被烧毁的窗框
、
玻璃框
、
玻璃板
、
连接件组成，非常沉重，且存在大量影响建筑保温性能的热桥，结构与外形与建筑中其他窗户更是完全不同，采用的构件与建筑中其它窗户不通用
。
而非钢质耐火窗通常由铝合金或塑钢或者二者的组合为窗框和玻璃框，其窗框和玻璃框是不耐火的，需要在窗框和玻璃框内设置钢衬来增加受火后的强度，但这里的钢衬在窗框和玻璃框被烧毁后就无效了，因此还需要填充防火灌注料来进一步增强耐火性能，确保窗框和玻璃框的主体不被烧毁
。
但防火灌注料本身很重，使采用非钢质耐火窗的减重优势丧失，同时大量的防火灌注料以及钢衬使得窗户的安装过程变得十分复杂
。
5.发明人发现，现有的耐火窗的设计存在一个误区，其要么用耐火的材料制作窗框和玻璃框，要么用防火灌注料保护窗框和玻璃框
。
但耐火窗的作用实际上并非必须在窗框和玻璃框不被烧毁时才能发挥，即使窗框和玻璃框被火烧毁，但只要能够挡住火与烟，依然能够起到作用
。
毕竟耐火窗只要面临火灾，即使没有在火灾中被破坏，也无法继续使用，让其在火灾中不被破坏毫无意义
。
技术实现要素：
6.本发明提供一种轻且易安装的模块式耐火保温窗
。
7.解决的技术问题是：现有的耐火窗中，钢质耐火窗重
、
保温效果差
、
构件不通用，非钢质耐火窗重且不易安装
。
8.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种轻且易安装的模块式耐火保温窗，包括窗框
、
玻璃框
、
镶嵌在玻璃框中的玻璃板
、
以及设置在窗框与玻璃框之间的锁座和合页，所述窗框以及玻璃框均由三层相互线接触的空心型材拼合而成，三层空心型材自室内到室外排布，位于中部的空心型材记作连接型材，其余两层空心型材记作主型材；玻璃框外层的主型材向玻璃板延伸并形成包住玻璃板边沿的折板，所述折板与玻璃板之间留有间隙；所述耐火保温窗还包括在有耐火模块时加装的耐火模块和在有保温需求时加装的保温模块，所述耐火保温窗中预留有用于安装耐火模块和保温模块的间隙；所述玻璃板在有耐火需求时为防火玻璃且在有保温需求时带有空气夹层或真空夹层，所述玻璃框中的玻璃镶嵌槽的宽度不小于带有空气夹层或真空夹层的玻璃板的总厚度；所述耐火模块包括由耐火型材制成并用于在窗框和玻璃框均被烧毁后依然使玻璃板维持在原位的形态维持系统
、
以及在不同位置起不同作用的防火膨胀条；所述形态维持系统包括用于夹持玻璃板的夹爪；所述防火膨胀条设置在主型材内
、
窗框和玻璃框之间
、
以及夹爪与折板之间，外层的主型材为可被烧毁的材质，在被烧毁前借助主型材内的防火膨胀条使自身即使烧软也不倒下，且在被烧毁后使主型材内
、
窗框和玻璃框之间
、
以及夹爪与折板之间的防火膨胀条连为一体并将夹爪压在玻璃板上；窗框和玻璃框之间的防火膨胀条分为三部分，三部分相互隔开并分别设置在外层的主型材之间
、
连接型材之间
、
以及内层的主型材之间，窗框和玻璃框之间的三部分防火膨胀条在受火后依次启用；所述保温模块包括填充在连接型材中的保温填料
、
以及设置在窗框与玻璃框之间的密封带
。
9.进一步，所述形态维持系统包括起受力作用的形态维持插芯
、
用于把窗框的两个主型材固定在形态维持插芯上避免主型材在火中快速屈服的窗框约束带
、
用于避免玻璃框的主型材在火中快速屈服并在玻璃框被烧毁后夹住玻璃板的玻璃约束带
、
以及用于在玻璃框被烧毁后避免玻璃板掉落的玻璃托底块；所述形态维持插芯插设在靠近室内的主型材中并连接为刚性框，且窗框中的刚性框锚固在门窗洞的洞壁上，所述合页与锁座均为钢质，并分别与两个所述刚性框可拆卸地固定连接；所述窗框约束带沿窗框外周间隔设置，且分别与窗框的两根主型材以及窗框中的形态维持插芯可拆卸地固定连接；所述玻璃约束带沿玻璃框内周间隔设置，且分别与玻璃框的两根主型材以及玻璃框中的形态维持插芯可拆卸地固定连接，所述夹爪与玻璃约束带一体成型；所述玻璃托底块设置在玻璃板底部，玻璃托底块为由火烧后不粉化的耐火材料制成的硬块，玻璃托底块与玻璃板底部直接接触并与形态维持插芯之间只隔着一层主型材的壁板
。
10.进一步，连接型材为板面垂直于耐火保温窗所在墙壁的板材，每个连接型材包括两块板材，板材两侧膨大并分别插入到两个主型材中，保温填料为填充在两块板材之间的阻燃改性聚氨酯海绵，板材插入主型材中的位置留有间隙或者垫有保温材料，窗框约束带及玻璃约束带与主型材之间留有间隙或者垫有保温材料
。
11.进一步，所述窗框以及玻璃框之间预留有用于安装密封带以及防火膨胀条的间隙；所述主型材带有伸向窗洞的洞壁
、
用于形成安装窗框约束带的预留空隙的突起；所述玻璃框与玻璃板之间填充有垫料；所述玻璃框与玻璃板之间的垫料中，位于玻璃板侧面一周的垫料为掺有防火膨胀条的岩棉块，其余位置为耐火棉纤维条
。
12.进一步，所述形态维持插芯通过插芯连接角码连接为刚性框，所述插芯连接角码分别设置在镶嵌框的内角位置以及窗框的外角位置，插芯连接角码可拆卸地固定连接镶嵌框的两个主型材，并可拆卸地固定连接窗框的两个主型材
。
13.进一步，所述形态维持插芯的横截面为开口朝向室外的u形，形态维持插芯内设置有防火膨胀条
。
14.进一步，所述密封带包括分别设置在窗框的连接型材上以及玻璃框的连接型材上并相互啮合的主密封带
、
以及设置在窗框的主型材以及玻璃框的主型材之间并固定在一个主型材上的自紧密封带；相邻且分别位于窗框与玻璃框中的两个主型材相向延伸形成平行于耐火保温窗所在墙壁的气流通道，所述自紧密封带为设置在气流通道中的企口胶条，在所述耐火保温窗为内开窗时，企口胶条在被进入室内的气流带动弯折的方向前设置有用于挡住企口胶条形成密封的挡带；在所述耐火保温窗为外开窗时，企口胶条在被进入室外的气流带动弯折的方向前设置有用于挡住企口胶条形成密封的挡带
。
15.进一步，所述主密封带为一对相互搭接的等压胶条，所述等压胶条搭接的面上设置有用于增强密封效果的突起
。
16.进一步，所述保温填料与玻璃板中的空腔共面设置
。
17.进一步，所述主型材的材质为铝合金，连接型材的材质为尼龙，所述形态维持系统中各部件的材质均为不锈钢
。
18.本发明一种轻且易安装的模块式耐火保温窗与现有技术相比，具有如下有益效果：本发明中，发明人克服了现有耐火窗设计的误区，不再确保窗框和玻璃框不被破坏，也不维持窗框和玻璃框受火后的强度，而是追求在窗框和玻璃框被破坏后依然维持密封性；以此为指导，借助少量新增的钢构件以及钢质的锁座和合页直接把玻璃板固定到门窗洞上，借助防火膨胀条像吹气球一样让窗框和玻璃框在被烧毁前长时间不倒下，并填充密封窗框和玻璃框被烧毁后留下的空洞，由于不需要维持窗框和玻璃框受火后的强度，因此新增的钢构件数量极少，由于不需要保护窗框和玻璃框的主体完整，因此也不需要使用防火灌注料，整个窗户非常轻且易安装；本发明中，由于耐火和保温所需要添加的构件小且少，可以做成可随时加装拆卸的模块，从而使得本发明中的窗户通用性极强（窗框和玻璃框这种不易更换的构件是完全通用的，其他构件则是可根据需求加装拆卸的），可使用常见的各种窗户建材制作，且可满足各种不同窗户的使用要求，给建筑设计
、
建材加工
、
建材采购
、
物料管理
、
现场安装均带来了极大的便利，且可随意改装
。
同时自重轻且保温效果上限高（因为没有材料限制），可用于超低能耗建筑
。
附图说明
19.图1为本发明中的一种轻且易安装的模块式耐火保温窗的结构示意图，图中上方为受火侧（室外），下方为背火侧（室内）；图2为窗框约束带以及插芯连接角码的安装方式示意图，图中左方为受火侧（室外），右方为背火侧（室内）；图3为玻璃约束带以及玻璃托底块的安装方式示意图，图中左方为受火侧（室外），
右方为背火侧（室内）；图中，
11-主型材，
12-连接型材，
2-玻璃板，
31-锁座，
32-合页，
4-保温填料，
51-主密封带，
52-自紧密封带，
61-形态维持插芯，
62-插芯连接角码，
63-窗框约束带，
64-玻璃约束带，
65-玻璃托底块，
7-防火膨胀条
。
具体实施方式
20.本发明中的“烧毁”，指的是受火后完全失去强度，且无法占据受火前的位置，使受火前占据的位置上出现空隙
。
除了完全熔化外，被烧软并倒下或被熔出洞也记作烧毁
。
21.如图1所示，一种轻且易安装的模块式耐火保温窗，包括窗框
、
玻璃框
、
镶嵌在玻璃框中的玻璃板
2、
以及设置在窗框与玻璃框之间的锁座
31
和合页
32
，窗框以及玻璃框均由三层相互线接触的空心型材拼合而成，三层空心型材自室内到室外排布，位于中部的空心型材记作连接型材
12
，其余两层空心型材记作主型材
11
；玻璃框外层的主型材
11
向玻璃板2延伸并形成包住玻璃板2边沿的折板，折板与玻璃板2之间留有间隙；这里的三层空心型材的作用有两条，一是为了在内部留下加装各种新构件的空间，二是为了打断冷桥；而折板是为了安装防火膨胀条7以封堵玻璃板2周围空隙
。
22.耐火保温窗还包括在有耐火模块时加装的耐火模块和在有保温需求时加装的保温模块，耐火保温窗中预留有用于安装耐火模块和保温模块的间隙；玻璃板2在有耐火需求时为防火玻璃且在有保温需求时带有空气夹层或真空夹层，玻璃框中的玻璃镶嵌槽的宽度不小于带有空气夹层或真空夹层的玻璃板2的总厚度
。
23.在采用普通玻璃以及不加装任何模块的时候，是普通的窗户；在加装耐火模块并使用c类防火玻璃的时候，是耐火窗；在加装保温模块并使用带有空气夹层或真空夹层的玻璃时，是保温窗；在同时加装耐火模块和保温模块并使用多层c类防火玻璃的时候，是耐火保温窗；在把耐火窗的主型材
11
中以及夹爪背面的防火膨胀条7换成防火灌注料并换用复合防火玻璃的时候，是防火窗；防火窗基础上加装保温模块为防火保温窗
。
24.耐火模块包括由耐火型材
(
被普通的火烧后不软化
/
熔化的型材，比如钢材或金属陶瓷
)
制成并用于在窗框和玻璃框均被烧毁后依然使玻璃板2维持在原位的形态维持系统
、
以及在不同位置起不同作用的防火膨胀条7；形态维持系统包括用于夹持玻璃板2的夹爪；防火膨胀条7设置在主型材
11
内
、
窗框和玻璃框之间
、
以及夹爪与折板之间，外层的主型材
11
为可被烧毁的材质，在被烧毁前借助主型材
11
内的防火膨胀条7使自身即使烧软也不倒下，且在被烧毁后使主型材
11
内
、
窗框和玻璃框之间
、
以及夹爪与折板之间的防火膨胀条7连为一体并将夹爪压在玻璃板2上；窗框和玻璃框之间的防火膨胀条7分为三部分，三部分相互隔开并分别设置在外层的主型材
11
之间
、
连接型材
12
之间
、
以及内层的主型材
11
之间，窗框和玻璃框之间的三部分防火膨胀条7在受火后依次启用；这里的防火膨胀条7是一种在遇火后能膨胀数十倍的耐火条，从而堵住缝隙
。
本实施例中设置了三道由防火膨胀条7组成的防线，分别是外层的主型材
11
之间的防火膨胀条
7、
连接型材
12
之间的防火膨胀条
7、
以及内层的主型材
11
之间的防火膨胀条
7。
配合三层型材使用，由于三层型材之间只有线接触且防火膨胀条7是分开的，因此火不会一次性把三层型材及防火膨胀条7都烧毁，每次只会烧毁一层，且在每一层型材被烧毁后，立即就会有与
该层型材对应的防火膨胀条7膨大填补空隙，防止火与烟继续深入，并阻止火焰烧毁下一层型材
。
利用这种层层阻击的方式，每次只有一层构件接触到火焰而被消耗，避免一次性让所有的构件都接触到火焰而被快速消耗，以延长耐火时间
。
试验结果表明，仅最外层这道防线就能够满足一小时里火与烟无法进入室内
。
25.注意这里外层的主型材
11
的材质为铝合金或塑钢这类可被烧毁的材质，内部不设置形态维持插芯
61
，从而在最外层的主型材
11
被烧毁后留下一个完整的空洞，这个空洞被防火膨胀条7完全填充，把火挡在外面并隔热
。
如果外层的主型材
11
不能被烧毁的话，就达不成这种效果了
。
本实施例中的耐火窗在受火后发生以下变化：阶段1：外层的主型材
11
被火烧软，外层的防火膨胀条7膨胀，其中主型材
11
内的防火膨胀条7膨胀并撑起被烧软的主型材
11
，使之保持在原位不倒下也不变形，主型材
11
之间的防火膨胀条7填缝，夹爪背面的防火膨胀条7压住夹爪；这里防火膨胀条7把外层的主型材
11
被烧毁的时间大大延后了；阶段2：外层的主型材
11
被烧毁，外层的所有防火膨胀条7融为一体，形成一个多孔的保护层；这个过程可以维持非常长的时间，阶段1与阶段2所用的总时间超过一小时，这已经能满足消防需求了，一般的火灾中，阶段3之前火就因为可燃物质烧光而熄灭了，后面的阶段是安全余量；阶段3：外层的防火膨胀条7逐渐被消耗殆尽，中层的防火膨胀条7膨胀并与保温填料4融为一体，本实施例中保温填料4也是耐火的，因此这个过程与阶段2消耗的时间差不多；阶段4：中层的防火膨胀条7逐渐被消耗殆尽，内层的防火膨胀条7膨胀，撑起被烧软的主型材
11
并填充内层主型材
11
间的间隙；类似于阶段1，这里防火膨胀条7把内层的主型材
11
被烧毁的时间大大延后了；阶段5：内层的主型材
11
被烧毁，之后内层的防火膨胀条7逐渐被消耗殆尽，这个过程与阶段2消耗的时间差不多；阶段6：只剩形态维持插芯
61
，烟气开始进入室内，耐火窗失效，但玻璃依然维持在原位并阻挡火焰
。
26.保温模块包括填充在连接型材
12
中的保温填料
4、
以及设置在窗框与玻璃框之间的密封带
。
这些是用来打断对流换热以及实现密封用的，因此不需要太大的体积，热传导由玻璃板2以及多层无热桥的型材来打断
。
27.如图
2-3
所示，形态维持系统包括起受力作用的形态维持插芯
61、
用于把窗框的两个主型材
11
固定在形态维持插芯
61
上避免主型材
11
在火中快速屈服的窗框约束带
63、
用于避免玻璃框的主型材
11
在火中快速屈服并在玻璃框被烧毁后夹住玻璃板2的玻璃约束带
64、
以及用于在玻璃框被烧毁后避免玻璃板2掉落的玻璃托底块
65。
28.形态维持插芯
61
插设在靠近室内的主型材
11
中并连接为刚性框，且窗框中的刚性框锚固在门窗洞的洞壁上，合页
32
与锁座
31
均为钢质，并分别与两个刚性框可拆卸地固定连接；这样就让这两个刚性框连为一体，确保在窗框以及玻璃框都被烧化的时候玻璃板2还能待在原位
。
需要把外圈的形态维持插芯
61
固定到墙洞上，以在整个窗框和玻璃框都被烧毁后依然确保形态维持插芯
61
不倒
。
具体如何固定可根据现场的状况自行选择，比如可以用穿透主型材
11
伸到外面的连杆来进行固定
。
29.窗框约束带
63
沿窗框外周间隔设置，且分别与窗框的两根主型材
11
以及窗框中的形态维持插芯
61
可拆卸地固定连接；玻璃约束带
64
沿玻璃框内周间隔设置，且分别与玻璃框的两根主型材
11
以及玻璃框中的形态维持插芯
61
可拆卸地固定连接
。
这里的窗框约束带
63
以及玻璃约束带
64
配合防火灌注料可让窗框和玻璃框即使被烧软了也能屹立不倒，在被完全熔化之前避免后面的构件直接与明火接触，同时也让整个窗框以及玻璃框更稳固
。
30.夹爪与玻璃约束带
64
一体成型；这里的夹爪的作用是为了避免在玻璃框被烧毁后玻璃板2倒下，一般需要玻璃板2室内侧和室外侧都设置一个夹爪
。
本实施例中，由于玻璃板2室内侧还有其它耐火构件挡着，且由于层层阻击，火焰很难蔓延到室内，因此夹爪设置在玻璃板2室外侧
。
31.玻璃托底块
65
设置在玻璃板2底部，玻璃托底块
65
为由火烧后不粉化的耐火材料制成的硬块，玻璃托底块
65
与玻璃板2底部直接接触并与形态维持插芯
61
之间只隔着一层主型材
11
的壁板
。
在窗框以及玻璃框都被烧毁后，两层刚性框之间的连接就只剩下锁座
31
以及合页
32
，玻璃板2的自重全由可能被火灼烧的锁座
31
以及合页
32
承载是不安全的，因此需要在下方设置玻璃托底块
65。
这个玻璃托底块
65
必须是硬的，且不会被烧成粉
(
耐火纤维做的垫料在被火烧后可能被烧成粉，比如岩棉
)
以避免玻璃下坠与金属接触而爆裂
。
32.连接型材
12
为板面垂直于耐火保温窗所在墙壁的板材，每个连接型材
12
包括两块板材，板材两侧膨大并分别插入到两个主型材
11
中，保温填料4为填充在两块板材之间的阻燃改性聚氨酯海绵，板材插入主型材
11
中的位置留有间隙或者垫有保温材料，窗框约束带
63
及玻璃约束带
64
与主型材
11
之间留有间隙或者垫有保温材料
。
本实施例中这里的板材是
pa66
尼龙隔热条这样低热导率的塑料型材，不会形成冷桥
。
但如果选用的是铝合金之类的高热导率型材的话，那么板材插入主型材
11
中的地方是要留一定的间隙或者是垫一些保温材料的，以免形成冷桥
。
类似地，窗框约束带
63
及玻璃约束带
64
与主型材
11
之间同样要留一定的间隙或者是垫一些保温材料
。
33.窗框以及玻璃框之间预留有用于安装密封带以及防火膨胀条7的间隙；主型材
11
带有伸向窗洞的洞壁
、
用于形成安装窗框约束带
63
的预留空隙的突起；玻璃框与玻璃板2之间填充有垫料；这里设置垫料，是为了确保玻璃框与玻璃板2之间有空隙，可在需要安装玻璃约束带
64
以及玻璃托底块
65
时确保有安装空间，且在选择安装比复合防火玻璃更薄的玻璃的时候也能顺利安装
。
玻璃框与玻璃板2之间的垫料中，位于玻璃板2侧面一周的垫料为掺有防火膨胀条7的岩棉块，其余位置为耐火棉纤维条
。
这些垫料虽然不能取代玻璃托底块
65
，但至少不会燃烧以加剧火势，同时在一定时间内是能够稳固玻璃板2的
。
其中掺有防火膨胀条7的岩棉块受火后还能进一步夹紧玻璃板
2。
34.形态维持插芯
61
通过插芯连接角码
62
连接为刚性框，插芯连接角码
62
分别设置在镶嵌框的内角位置以及窗框的外角位置，插芯连接角码
62
可拆卸地固定连接镶嵌框的两个主型材
11
，并可拆卸地固定连接窗框的两个主型材
11。
这里插芯连接角码
62
不仅连接形态维持插芯
61
，还起到了类似窗框约束带
63
以及玻璃约束带
64
的作用
。
35.形态维持插芯
61
的横截面为开口朝向室外的u形，形态维持插芯
61
内设置有防火膨胀条
7。
形态维持插芯
61
不挡在防火膨胀条7前，而是让防火膨胀条7直面明火，从而让其发挥应有的作用，同时也使形态维持插芯
61
这个最后防线晚一些接触明火
。
36.密封带包括分别设置在窗框的连接型材
12
上以及玻璃框的连接型材
12
上并相互
啮合的主密封带
51、
以及设置在窗框的主型材
11
以及玻璃框的主型材
11
之间并固定在一个主型材
11
上的自紧密封带
52
；相邻且分别位于窗框与玻璃框中的两个主型材
11
相向延伸形成平行于耐火保温窗所在墙壁的气流通道，自紧密封带
52
为设置在气流通道中的企口胶条，在耐火保温窗为内开窗时，企口胶条在被进入室内的气流带动弯折的方向前设置有用于挡住企口胶条形成密封的挡带；在耐火保温窗为外开窗时，企口胶条在被进入室外的气流带动弯折的方向前设置有用于挡住企口胶条形成密封的挡带
。
37.这里的自紧密封带
52
，无论是室内气压大还是室外气压大，都能使所在位置的密封效果被增强
。
本实施例中的窗户是内开窗，在室内气压大的时候，玻璃框紧紧压在窗框上使密封效果被增强，在室外气压大的时候，玻璃框与窗框之间的气流使企口胶条压在挡带上使密封效果被增强
。
38.主密封带
51
为一对相互搭接的等压胶条，等压胶条搭接的面上设置有用于增强密封效果的突起
。
39.保温填料4与玻璃板2中的空腔共面设置，减少热量损失
。
40.主型材
11
的材质为铝合金，连接型材
12
的材质为尼龙，形态维持系统中各部件的材质均为不锈钢
。
41.以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内
。