用于认证使用的防火门扇.pdf

一种工业用防火门扇，其与例如建筑、船舶和/或陆基和海基油气设施的结构体中的开口相关，其中具有所述防火门扇的防火门有助于在所述结构体中的不同隔间之间提供通道。防火门扇被构造为作为防止火、烟和/或压力扩散的认证的屏障中的元件工作。门扇包括两个扇元件，其中每个扇元件均包括主表面，并且其中被组装的扇元件适于在它们自身之间形成容积，在该容积内不具有加强元件。至少一个主表面包括单曲面。

1.  一种工业用防火门扇，其与结构体中的开口相关，该结构体例如为建筑、船舶和/或陆基和海基油气设施，其中防火门扇被构造为作为防止火、烟和/或压力扩散的认证的屏障中的元件，其中门扇包括主要由金属构成的两个扇元件，其中每个扇元件均包括主表面，并且其中被组装的扇元件适于在它们自身之间形成容积，其特征在于
至少一个主表面(2a、3a)包括单曲面，并且其中扇元件(2、3)紧靠门扇(1)的内部容积形成的表面形成为不具有附接的加强元件的连续平滑表面，其中防火门扇(1)被构造为在被加热时主要是均匀膨胀而非扭曲。

2.  根据权利要求1所述的防火门扇，其中，不具有加强元件的所述容积提高了门扇(1)的绝缘能力。

3.  根据前述权利要求的其中之一所述的防火门扇，其中，弯曲表面的其中之一在从防火门扇(1)的外侧朝向所述表面观察时是凸起的。

4.  根据前述权利要求的其中之一所述的防火门扇，其中，与至少一个其他主表面相关的第二主表面主要是平的。

5.  根据权利要求1至3的其中之一所述的防火门扇，其中，与至少一个其他主表面相关的第二主表面包括单曲面，该单曲面在从防火门扇(1)的外侧朝向最后提到的表面观察时是凸起的。

6.  根据权利要求1至3的其中之一所述的防火门扇，其中，与至少一个其他主表面相关的第二主表面包含有至少一个单曲面，该单曲面在从防火门扇(1)的外侧朝向最后提到的表面观察时是凹陷的。

7.  根据前述权利要求的其中之一所述的防火门扇，其中，扇元件(2、3)紧靠防火门扇(1)的内部容积形成的表面主要是单调弯曲，以致它们形成平滑表面，这允许连续的物理元件的设置，该连续的物理元件为例如绝缘材料的形式。

8.  根据权利要求7所述的防火门，其中，所述内部容积主要由绝缘材料填充，该绝缘材料能够是固体状态的或被注射的。

9.  根据前述权利要求的其中之一所述的防火门扇，其中，两个主表面(2a、 3a)都是矩形。

10.  根据前述权利要求的其中之一所述的防火门扇，进一步包括设备(6)，以提供穿过门扇的目视检查。

11.  据权利要求10所述的防火门扇，其中，所述设备包括窗口状元件，并且其中，门扇(1)被构造为使得窗口基本上能够被安装于门扇(1)的主表面上的任意位置。

12.  根据前述权利要求的其中之一所述的防火门扇，其中，门扇(1)被设置为当受到压在包括单曲面的主表面的压力时沿着所述主表面将力传导至门框(4)，以致相对于门框的密封被增强。

用于认证使用的防火门扇
本发明涉及在例如建筑、船舶和/或陆基和海基油气设施的结构体中的一般防护设备。更具体地说，本发明考虑到了发生火灾、爆炸和洪水时的安全性，其中，主要目的是提高安全性。具体地说，本发明是作为用于重型工业用途的防火门的、在需要时会被关闭的屏障。所述防火门包括具有一个或多个弯曲表面的门扇。
本发明的领域
在例如建筑、船舶和/或陆基和海基油气设施的结构体中的安全性涉及多个不同的方面，包括火灾、爆炸和洪水。所述屏障通常需要被认证。这种认证由其他一些标准所规定。
通常，由于建筑的利用率连同其尺寸和楼层平面决定火灾的影响并因此决定对屏障的要求，因此在定义火灾等级时我们依赖于风险分级。建筑可被授予1与4之间的火灾等级。火灾等级1被授予火灾会造成很小影响的建筑或船舶，并且火灾等级4被授予火灾会对当地社区或环境造成广泛影响的建筑。阻燃性通常由四种标准所决定：承载能力(R)、完整性(E)、绝缘性(I)、机械抗力(M)。在规定这些标准时，阻挡的最小时间以分钟为单位被加为后缀，并且仅列出对于建筑的部分的相关标准。防火墙并不需要提供承载能力或机械抗力，并且通常可被授予EI30的阻燃性，这意味着其能够阻挡至少30分钟的火势。在防火门分级时使用了三种等级。等级A指的是由非易燃材料(例如钢)所制成的门，等级B指的是由易燃材料(例如木头)所制成的门，或等级H。例如，门可具有A60(60分钟的A级火灾)或H120(120分钟的H级火灾(烃类火灾))的防火等级。
防火门被用作被动防火系统的一部分，其目的是在建筑、结构体或船舶的部件/部分之间作为阻挡火、烟和热量的屏障。该门还提供了所述部分的出口。防火门通常被定义为能够对于给出的火灾等级在一定时间内防止热量穿透的门，如下文所述。
防火门通常应该能够抵抗爆炸或水压所带来的压力，并且还作为在例如建筑、船舶和/或陆基和海基油气设施的结构体中的密封隔板。这种特性以压力或能量的形式被给出。
有很多不同类型的防火门。有具有一个或两个门扇的铰链门，也有滑动门。不同类型的门可被结合。防火门通常由门扇和门框组成。门框通常具有元件，该元件封住火和烟和结构体，以将防火门固定住。此外，门通常还具有绝缘层、铰链、门泵、开关、窗口等等。
防火门的使用者基于门的相关用途而定义要求的规格。这些规格之间可能有重大差异，这使得结构和生产都变得复杂。
在中国实用新型专利申请CN1995225028“防火钢门”中，提出了一种由冷轧钢制成的防火门。
现如今有许多防火门的生产商。他们通常基于图1所示的传统设计来生产门。除了别的以外，惯用设计的特征在于它们的门扇是平的。门还包括门扇中的加强元件，以提供必要的强度。这种加强元件通常由钢制成。加强元件应在门受到物理作用时，例如在受到火灾的情况下产生的热量和/或来自爆炸的压力时，帮助减少门的变形。门的这种变形会导致在防止火(热量)和烟的扩散时的故障，还会导致在进入所附接的隔间或从中离开时的故障。其结果是作为屏障的门会失效。
用于重型、工业应用的根据本发明的防火门的专业技术领域的特征在于，这种认证的屏障根据它们应该遵守的具体标准被指定、制造和记录。本专业技术领域其自身基本上区别于未认证的门，并且本领域的技术人员会有所不同，如下文所述。
根据现有技术的防火门不仅包括加强元件，而且它们还构成了至关重要的承载元件。当专家建造这种门时，他会基于所要满足的标准和相关的开口尺寸来决定设计参数，并且主要基于所要抵抗的压力来确定加强元件的尺寸。通常使用电子制表软件中的分析方法和标准公式来进行这种加强件尺寸的确定。之后仅进行具有门扇元件的门的厚度和绝缘材料等等的尺寸的确定。
使用所建立的方法执行防火门的记录。门的特性，包括其强度和挠度，通常基于具有加强元件的已知结构来记录分析。该分析方法要求门板是平面，并 且与其他两个方向上的尺寸相关的厚度很小。此外，变形应当很小，并且水平横向部分保持水平。标准和程序基于所述结构被大量建立。由于，除了别的以外，出于对安全性的考虑以及经济的原因，因此不太可能产生改变。通过测试而进行的防火门的认证是昂贵的。
根据现有技术的防火门的生产通常包括门扇边缘被弯曲并且在角落处被焊接。进一步地说，加强元件是被焊上的。特别是，与门扇元件相比，加强元件通常会具有不同的尺寸，尤其是厚度。这导致门扇在焊接时的生产过程中以及在火灾过程中加热的情况下都可能扭曲。门的扭曲导致试图将门很好地配合到门框中是困难的。关于生产，这导致花费金钱和时间的再调整的需求，并且在火灾的情况下，门可能不会形成符合标准要求的屏障。
专业领域内的标准和教材记录了上述相关领域内的现有技术(即，NS-EN1993“钢结构的设计(Prosjektering av)”和Per Kr.Larsen所著的教材“钢结构的标注(Dimensjonering av)”第二版)。
然而，根据现有技术的防火门的解决方案具有许多不同的缺陷。现如今的门的一些问题都是由于门扇中加强元件的使用所致。对于将进一步描述的安全性，加强元件是有问题的。尤其重要的是，加强元件对于防火门的主要目的，即，防止火势扩散构成威胁。所述加强元件导致门的不同部位在温度升高时以不同的速率膨胀，这意味着门扇会变形或扭曲，并且门的作为屏障的能力降低。此外，热量指向门芯，这使得热量能够更轻易地穿透门。加强元件还会分隔绝缘层。随着加强元件增加了重量并且使得门更慢并且更难由使用者操作，对于门的通道的功能，加强元件也会导致缺陷。加强件还使得门的结构和生产变得复杂。它们需要基于门的尺寸和相关的防火和防爆认证来定义不同的尺寸。此外，它们限制例如窗口、用于放置设备的螺钉孔等的其他门元件的位置。由于它们通常需要大量的焊接，因此加强件的安装还耗费劳力。加强件的使用通常使得门不得不被定义为更大尺寸，这样会使门更加耗费劳力和昂贵，并且也更加难以由使用者操作。
也就是说，由于门扇的变形可能太大以致围绕门扇的垫圈可能不能提供有效的密封，因此使用具有平的门扇的现如今的技术的解决方案的进一步缺陷包括对于压力的抗力的减少。
总结来说，现如今的解决方案具有很多缺陷，例如降低的安全性、减弱的人机工程学和更慢的操作、更高的复杂性、附加特征的更小的可能性、耗费劳力以及它们昂贵的生产。
发明内容
本发明涉及一种工业用防火门扇，其与例如建筑、船舶和/或陆基和海基油气设施的结构体中的开口相关，其中具有所述防火门扇的防火门帮助在所述结构体中的不同部分之间提供通道。此外，防火门扇被设计为作为在认证的屏障中防止火、烟和/或压力扩散的元件而工作。
门扇包括至少两个扇元件，其中每个元件均包括主表面，并且其中被组装的扇元件适于在它们自身之间形成容积。至少一个主表面包括单曲面，以提供具有所需的承载能力的门扇，而无需容积内部的加强元件。该门有助于提高安全性，并且通常能够在热和冷的两侧之间形成屏障。本发明的实施方式是重型防火门。
优势在于，防火门扇在加热时主要是均匀膨胀而非扭曲，并且所述不具有加强元件的容积提高了门扇的绝缘能力。
在优选的实施方式中，一个表面在从防火门扇的外侧朝向所述表面观察时具有凸起的弯曲。
与至少一个主表面有关的其他主表面可主要是平的或在从防火门扇的外侧朝向所述表面观察时包含有单向弯曲的凸起表面，或在从防火门扇的外侧朝向所述表面观察时包含有至少一个单向弯曲的凹陷表面。
扇元件紧靠防火门扇内部容积形成的表面可有利地单调地弯曲，以致它们形成平滑表面，这允许例如绝缘材料的连续的物理元件被设置。
内部容积可主要由固体的或注射的绝缘材料填满。
在优选的实施方式中，门扇的两个主表面都是矩形。
防火门扇可进一步安装有设备，以提供穿过门扇的目视检查的可能性。所述设备可包括窗口状元件。优选的是，门扇被构造为允许窗口位于门扇的主表面上的任意位置。
优势还在于，当压力被施加于包括单曲面的主表面上时，其被设计为朝向门框传导力，以提供改进的门的密封。
本发明的主要目的是解决现有技术具有的问题。
本发明的优先目的是作为与例如建筑、船舶和/或陆基和海基油气设施的结构体的部分之间的开口有关的，防止火、烟和/或压力扩散的屏障。进一步的目的是作为船舶或油气设施中的防水屏障/隔板。
本发明的本质目的是在热量影响期间维持门发挥功能的能力。与此有关的具体目的主要是减少门扇的变形，并且尤其是减少导致减弱作为屏障的功能的变形。
另一个目标是提供用于所述开口的防火门，在该开口中，在关闭状态下的封口设备减少了隔间之间的热传导。该解决方案尤其是通过封口设备来提供减少的热传导，其中封口设备是用于工业用途的重型防火门。
另一个目标是提供一种用于所述开口的防火门，在该开口中，封口设备防止了部分之间不同的压力和/或液体的扩散。该解决方案尤其是通过在封口设备与开口的相邻部位之间形成更好的密封来提供所述特征的减少的扩散。
本发明的进一步目标是提供允许更快和更简单地操作的解决方案，其对于操作者来说具有既安全性也符合人机工程学的优点。
具体目标是减少防火门的复杂性和重量。这对上述安全性和人机工程学以及随后描述的成本将具有意义。
进一步的具体目标是提供一种解决方案，其可被用于传统设计证明太重的地方，例如用于舱门中。另外，由于当所述门扇中不具有加强元件时更少的热传导经过门扇，因此门的厚度可被减小。
对于防火门的结构、生产和操作，另一个目的是降低成本。这也具有减小所需的焊接程度的意义。
进一步的目的是通过例如门中窗口状元件的放置来增加防火门的附加功能的可能性。与此有关的是，进一步的目的是提高安全性并且提供用于在门的另一侧的目视检查条件的装置，以获得门对侧的情况并且决定是否开启该门。
另一个重要目的是在门不可被开启的情况下更简单和容易地建立通过该门逃生的装置。
还有一个目的是提供会被认为是美观的解决方案。
附图说明
图1a示出了根据相应的章节中所述的现有技术的防火门扇，其中防火门扇被装配在框架中，并且以朝向前主表面的角度观察。
图1b-c示出了沿着图1a中的线A-A和B-B分别截取的门扇的两个水平截面。
图2a示出了以朝向前主表面的角度观察时的根据本发明的门扇的草图，其中门扇包括平的和弯曲的门扇元件。
图2b-c示出了沿着图2a中的线A-A和B-B分别截取的门扇的两个水平截面。
图3a示出了根据本发明的防火门的替代实施方式，其中门扇包括凸起的扇元件。
图3b-c示出了沿着图3a中的线A-A和B-B分别截取的门扇的两个水平截面。
具体实施方式
在描述本发明的实施方式之前，作为背景给出了根据现有技术的典型解决方案的介绍。与此有关的是提到了现有技术在本专利文本初期已被进一步描述。
图1a示出了以朝向前主表面2a的角度观察的根据现有技术的门扇1的简图，其中门扇1包含有两个平的门扇元件2、3，其中视图中仅示出了前主表面2a。图1a还示出了之后在本描述中使用的轴线A-A和B-B。
图1b和1c示出了沿着A-A和B-B分别截取的根据现有技术的门扇1的水平截面，其中门扇被装配在墙5旁的框架4上。门扇的两个门扇元件2、3形成空间，在该空间中设置有绝缘材料7，并且其中加强元件8被附接于一个门扇元件2。这些加强元件8通常由例如钢的金属制成，并且通过焊接被附接。它们突入门扇元件2、3之间的空间中并且减少屏障距离，或者也可能连接门扇1的两侧。这种解决方案导致穿过门的热桥的形成。如果加强元件不连接两侧，则导致主要功能恶化，但却仍将导致门扇1中增加的热传导性的问题。加强元件8通常会以不同于门扇1的速率和水平膨胀，这可能导致不恰当的变形，例如扭曲，这样会对门作为屏障的性能产生负面影响。图1说明已被安装在门扇中的窗口状元件6，并且在此位置上不可能安装加强元件。
对于本发明，在图2a-c中提出了门扇1的优选实施方式，其中一个主侧 主要是平的，同时相对的主侧显示出弯曲。在与这种门相关的情景中，火和热量产生，其中压力的升高通常发生于门的一侧。关于在船只和海上设施中的水密隔板，其两侧都具有水压。
更具体地说，图2a示出了以朝向前主表面2a的角度观察时的门扇1的草图，其中还定义了用于之后使用的两个轴线A-A和B-B。图2b示出沿着图2a中的轴线A-A截取的门扇1的水平截面，并且图2c示出沿着图2a中的轴线B-B截取的门扇1的水平截面。
图2a说明了门扇1，其中所述门扇1被安装于框架4中，框架4被进一步安装于墙5中。该视图说明了窗口状元件6是如何穿过门扇的。门扇1通常包含有两个门扇元件2、3，但是也可由通常在成型工艺中所制造的一个元件制成。每个所述门扇元件2、3均包含有一个主表面2a、3a，并且通常每个门扇元件2、3具有四个端面2b-e或3b-e(其中3c和3e未在图中示出)，其中两个门扇元件2、3被定型为它们适于形成在所述门扇元件2、3之间具有容积的门扇1，如此处所示，该容积被绝缘材料填满。在门扇1中安装有窗口状元件6，其允许穿过门扇1的目视检查。
参考正常方式下安装的门，每个门扇元件2、3的四个端面2b-e、3b-e通常包含有两个侧端面和一个顶端面和一个底端面。侧面通常会具有被安装的垫圈元件(未在图中示出)，以助于密封框架。端面2b-e、3b-e既有助于形成具有其内部空间的门扇，还有助于加强门。侧端面被设计为与门框4相配合，以改善密封并且减少在拉伸作用下的门扇1的变形。
在本实施方式中，外门扇元件2被设计为在端面3b-e之上突出于前门扇元件3。所述具有所属侧端面的突出部分被构造为与门框4所属的部分相配合，以助于提升门在在关闭状态下形成密封的能力。该解决方案尤其有助于提升门的抵抗在门扇1的外部部分增大的压力(例如以爆炸的形式)的能力。在本实施方式中，这由所述突出部分接触门框4来实现。此外，门框4在门扇1的内侧建造有被定型为与外扇元件相协调的突出部，这也有助于在增加的压力的情况下，例如在门的内侧的爆炸中，提升密封性和强度。此外，垫圈或垫圈系统(未在图中示出)可被安装以实现上述特性。
图2a示出了根据本发明的防火门的简图，其中定义了用于之后使用的两 个轴线A-A和B-B。图2b和2c示出了沿着轴线A-A和B-B分别截取的根据现有技术的门扇1的水平截面图，其中门扇被安装于墙5内的框架4中。
主表面2a、3a的特征在于，它们中的至少一个是弯曲的。在图2示出的实施方式中，主表面2a是弯曲的，但是主表面3a是平的。表面2a的弯曲在从门扇1的外侧朝向该表面观察时是凸起的。此外，主表面的弯曲的特征通常在于，通过在第一方向上的弯曲被单向弯曲，但是在沿着与第一方向相交的主表面在其他方向上是线性的。
主表面2a、3a的弯曲形状将有助于在组装状态下的门扇呈现出增加的刚度和增加的强度，以抵抗外部的机械应变。具有凸起外形的门扇1适于抵抗来自例如增加的压力的应变。
图3a-c示出了主要如图2中所述的根据本发明的防火门的实施方式，并且我们主要参考相关的描述。与此同时，图3中的实施方式自身与图2的实施方式的区别在于其所有门扇元件都是弯曲的。表面2a、3a的弯曲在从门扇1的外侧朝向该表面观察时都是凸起的。此外，主表面的弯曲的特征通常在于，首先通过在一个方向上的弯曲被单向弯曲，但是在沿着与第一方向相交的主表面在其他方向上是线性的。
主表面2a、3a的弯曲形状将有助于在组装状态下的门扇呈现出增加的刚度和增加的强度，以抵抗外部的机械应变。在两侧都具有凸起外形的门扇1将适于抵抗来自例如在两侧的任意一侧的增加的压力的应变。
在进一步相关的实施方式中，其中一个扇元件2仍然呈现出凸起的形状，但是另一个扇元件3是凹陷的。该两个扇元件2、3的曲率可以不同。在实施方式中，曲率在绝对值的大小上可大致为相同的量级。此外，两个扇元件2、3被安装为它们的凸起表面面向相同方向。本实施方式在不对称的威胁的情况下是最合适的，通常认为，这时机械载荷(例如增加的压力)最有可能发生于门的一侧。这时两个扇元件2、3的凸出侧都面对威胁，门扇1将表现出增加的抗力。这要求适于在主表面之间传导力的机械连接。这种机械连接可由例如绝缘材料制成。
门扇1可进一步包含有窗口状元件6，该窗口状元件6允许穿过门扇1的目视检查，而不需要开启门。也就是说，由于其可在门的另一侧出于例如火灾 的安全原因门不应被开启的情况下防止门的开启，因此这是有利的。窗口状元件6包含有在两个门扇元件2、3的每一个中的透明元件，其中该透明元件被安装于门扇1的透明容积的每一侧。在根据现有技术的门扇中，加强件需要被切割或移除，以提供用于窗口元件6的空间，但是不具有加强件8的根据本发明的解决方案允许窗口6的较少受限制地放置。窗口6通常会由防火玻璃制成，其具有与门扇1其自身相同或更好的绝缘能力。该玻璃通常会以两部分被安装在它们的门元件2、3的主表面2a、3a中，其中二者并不接触以减少热传导。这种门扇解决方案有助于通过门扇从其自身形状得到其稳定性并且通过在门扇1之内不需要加强元件8而使得所述窗口状元件6成为可能。
门扇元件2、3在被组装的状态下在它们自身之间形成容积，其主要可以是封闭空间(或屏障)。所述封闭空间可主要是均一容积。该封闭空间通常主要被绝缘材料7填满。绝缘材料7通常基于尝试达到的防火等级来选择。其使用例如石棉的被动型和通过蒸发吸收能量的主动型，以致达到所需的防火等级。通常使用绝缘材料的所述类型的结合。
由于在门扇1内没有加强元件8，因此使得在空间中的绝缘材料7的分布基本上是一致的，由于门扇1的绝缘性能被提升，因此这是有利的。除了提供绝缘作用之外，绝缘材料还有助于提升门扇1的刚度和稳定性。所述空间的每一个内表面主要都是“平滑的”，其中具有一致的弯曲，并且在门扇1中不具有加强元件8。这使得连续的绝缘材料能够轻易插入。对于减少穿过门扇1的热量，这种连续的绝缘材料将具有有益的特性。此外，将所述空间用材料填满有助于提升门扇的刚度以及在例如爆炸的情况下承受机械应力的能力。
没有加强元件8被附接至所述主表面2、3。这种加强元件8通常使得门扇1在门由随温度膨胀的材料制成时在热应力下不是均匀地膨胀，而是扭曲，该扭曲对门的作为屏障具有不利影响。门扇的扭曲通常导致其相对于门框4开口。此外，弯曲表面上的压力可导致主要沿着具有与弯曲的轴相交的弯曲表面的扇元件的力。弯曲表面因此会在热量产生和压力应变期间为相对于框架的密封带来优势。当门扇被构造为主要是均匀膨胀而不是在被加热时扭曲时，其包含有减少如上所述的具有加强元件并且与现有技术相关的的解决方案的缺陷的结构。
垂直于扇元件的力(通常是水压)会沿着门扇元件的力组件分解。该力将有助于扩大门扇的宽度，并因此在关闭状态下迫使门抵住可能的门框。弯曲的表面将能够有助于将力传导至框架。这同样适用于门的不同实施方式。该解决方案提供了增加的刚度，以及抵抗一定的机械应变(例如在爆炸的情况下增加的压力)的抗力。在一侧压力升高的情况下，在被组装的状态下的门扇1会导致在门的两侧以及上方和下方的更好的密封。
门扇被构造为作为认证的屏障中的防止火、烟和/或压力扩散的元件。门扇元件主要由金属构成。这包含有，虽然元件还可包括与例如窗口元件有关的其他材料，但是该元件包括通常构成元件大部分的金属。
本发明还涉及简化建立通过防火门逃生的装置。当门内没有加强件时，可使用相对简单的工具(例如消防斧)制作穿过门的疏散通道，这在火灾之后门不能被开启的情况下尤为重要。如果门扇包含有加强元件，则这种疏散通道的建立会更加困难。