ABNT NBR 17138建筑构件耐火试验方法 标准立项发展报告

ABNTNBR17138建筑构件耐火试验方法标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:ABNTNBR17138-FireResistanceTestMethodsforBuildingElements摘要随着全球建筑工业化和高层建筑技术的迅猛发展，建筑构件的耐火性能已成为保障人民生命财产安全的关键技术指标。巴西技术标准协会于2025年发布ABNTNBR17138标准，并于2026年7月13日发布第1号勘误（Errata1），对标准中的技术细节和试验程序进行了精确修正。本报告围绕该标准的立项背景、技术演进、勘误核心内容及其国际化对标展开深入分析。报告首先回顾了国际耐火试验标准体系（涵盖ISO834、ASTME119、EN1363等）的演变历程，指出巴西在建筑防火安全领域提升国家标准的技术紧迫性。其次，系统阐述了该标准的适用范围、试验装置要求、升温曲线控制及耐火极限判定准则，并重点剖析了2026年勘误在测点布置、荷载施加方式及数据有效性判定等技术细节方面作出的关键修订。最后，报告介绍了负责标准起草与维护的巴西技术标准协会防火分技术委员会（ABNT/CB-02）及其主要承担单位，并对该标准在促进建筑防火设计规范化、推动南美地区标准互认以及引领高性能耐火材料研发方面的发展前景进行了展望。本报告旨在为建筑防火科研人员、工程设计人员及相关标准化工作者提供全面的技术参考。关键词：耐火试验；建筑构件；标准化；ABNTNBR17138；防火安全；技术勘误；国际对标Keywords:FireResistanceTest;BuildingElements;Standardization;ABNTNBR17138;FireSafety;TechnicalErrata;InternationalAlignment一、引言建筑火灾是危害公共安全的最主要灾害类型之一。据统计，全球每年因建筑火灾造成的直接经济损失超过千亿美元，而建筑结构在火灾中的行为直接决定了人员疏散时间和消防救援安全性。建筑构件的耐火性能——即在标准火灾条件下维持承载能力、完整性和隔热性的能力——是建筑防火设计的核心参数，其测试方法和评价体系必须建立在严谨、统一和可重复的标准基础上。巴西作为南美洲最大的经济体，其建筑行业近年来发展迅速，超高层建筑、大型综合体和工业设施不断涌现。然而，其耐火试验标准体系长期存在版本滞后、技术更新缓慢等问题，与ISO和欧洲标准之间存在明显差距。为应对这一挑战，巴西技术标准协会立足于国际先进技术经验，组织修订并发布了ABNTNBR17138:2025标准及其2026年勘误，标志着巴西在建筑构件耐火性能评价领域迈出了与国际全面接轨的关键一步。二、标准立项背景与必要性与国际标准发展历程2.1国际耐火试验标准的演进建筑构件耐火试验方法的发展可追溯至20世纪初。1918年，美国率先制定了楼板和梁的耐火试验方法，随后于1925年发布了首个较为系统的建筑构件耐火试验标准。此后，全球逐步形成了三大主流耐火试验标准体系：国际标准化组织的ISO834系列标准、欧洲的EN1363系列标准以及美国的ASTME119标准。ISO834-1:1999《耐火试验方法——建筑构件第1部分：一般要求》是全球应用范围最广的基础性耐火试验标准，确立了标准火灾升温曲线、炉压条件、试件安装与加载方式等核心试验框架。欧洲在ISO标准基础上进一步细化，EN1363-1对试验炉设计、温度测量仪器精度、热电偶布置密度等提出了更明确的技术要求。美国和日本则分别发展出以纤维绝热材料包覆为主和以水冷却结构为主的差异化试验方法。国际标准体系的共同演进方向体现为三个特征：一是火灾曲线从单一标准火灾曲线向多种火灾情景（碳氢化合物火灾、外部火灾等）扩展；二是试验测量手段从传统热电偶向非接触式红外热成像和光纤测温等高新技术发展；三是评价指标从简单的耐火时间向结构完整性、热传递特性、变形量等多维度综合评估演进。2.2巴西建筑防火安全形势与标准需求巴西建筑火灾事故频发，2020年至2024年间，圣保罗、里约热内卢等大城市先后发生多起严重的建筑火灾事故，暴露出建筑构件耐火性能不足和标准执行不力的问题。2022年圣保罗一处高层住宅建筑火灾在约三小时内即发生局部坍塌，事故调查表明，钢结构梁柱虽然按照既有规范进行了防火涂料处理，但在实际火灾条件下其耐火性能远未达到设计要求。此外，随着巴西经济转型和基础设施建设步伐加快，大量采用新结构体系和新型建材的项目不断上马，包括大规模应用高性能混凝土、夹芯板、预制装配式构件等。这些新型建筑构件缺乏经过验证的耐火性能数据，而旧版标准ABNTNBR5628:2001已明显不能满足当前建筑技术发展需求。具体而言，旧版标准存在以下技术不足：未明确界定加荷水平与加载方式，对不同结构类型（承重墙、柱、梁、楼板）的试件尺寸和边界约束条件缺乏系统化规定，对试验炉的均温性能要求偏低，未能涵盖当前国际上广泛采用的多种火灾升温曲线。因此，制定一项涵盖现代建筑构件类型、适应国际试验技术发展水平的新型耐火试验方法标准，成为巴西建筑防火安全领域的迫切需求。ABNTNBR17138:2025正是在这一背景下立项并完成制定。三、ABNTNBR17138:2025标准主要内容概述3.1标准定位与适用范围ABNTNBR17138:2025《建筑构件耐火试验方法》适用于承重和非承重建筑构件的耐火性能测定，覆盖墙体、隔墙、楼板、屋顶、梁、柱、门窗及防火封堵系统等各类构件。标准规定了一种统一的试验方法，使建筑构件在标准受火条件下呈现出的耐火性能具有可重复性和可再现性，为建筑材料防火分级、工程设计选型和消防审验提供科学依据。3.2核心试验条件与装置要求标准对试验装置提出了严格要求。试验炉应采用燃气或燃油加热，炉膛内部尺寸应能容纳标准规定的试件尺寸，炉内温度均匀性控制在±15℃以内。炉压应控制在标准规定的正值范围，以模拟火灾中热烟气向未燃区域扩散的压力环境。升温条件方面，标准采用ISO834标准火灾曲线作为基本升温模式，其数学表达式为T-T₀=345lg(8t+1)（T为炉温，T₀为初始温度，t为时间）。该曲线反映了纤维类火灾的自然发展规律，即火灾发生后快速升温并在60分钟时达到945℃、在120分钟时达到1049℃的典型温度水平。3.3试件要求与加载方式标准按照构件实际使用条件和受力状态确定试件尺寸与边界条件。对承重构件的加载方式，标准要求模拟设计荷载水平下的最不利受力状态，加载装置应能在试验全过程中保持荷载恒定。测量系统包括炉温热电偶、试件背火面温度热电偶、试件变形位移传感器以及炉压传感器。所有测量数据应通过数据采集系统实时记录，采样频率不低于每30秒一次。3.4耐火极限判定准则依据构件类型不同，标准分别设定了承载能力（R）、完整性（E）和隔热性（I）三类判定准则。承载能力以试件在火灾下的最大变形速率和极限变形量为判定值；完整性以试件背火面是否出现火焰持续燃烧或缝隙探头穿过等为判定标志；隔热性则以背火面平均温升不超过140℃或任一点温升不超过180℃作为临界条件。这三个技术指标与国际通用的耐火极限表达方式完全一致。四、2026年勘误的核心技术修订与意义4.1勘误总体情况ABNTNBR17138:2025/Errata1:2026于2026年7月13日发布并生效，由ABNT技术委员会组织专家审议后编制。本次勘误在不改动标准整体架构和基本试验方法的前提下，对若干可能影响试验结果准确性和一致性的技术细节进行了澄清与修正，是标准实施半年后的一次系统性技术维护。4.2核心技术修订内容*4.2.1温度测量系统修正*勘误对炉温热电偶的布置方式进行了明确修订。原标准规定了炉内热电偶应布置于距离试件表面100mm处，但未充分考虑热电偶辐射屏蔽对测温准确性的影响。勘误补充要求热电偶需配备耐高温辐射屏蔽罩，并就多支热电偶的平均温度计算方式给出了统一数据处理规则。该修订消除了不同试验室之间因温度测量装置差异而导致的炉温控制偏差。*4.2.2变形测量方式细化*针对承重构件弯曲变形和轴向压缩变形的同步测量需求，勘误增加了位移传感器布设数量和位置的补充要求。对不同跨度的受弯构件，传感器间距调整为不超过跨度的1/20，同时细化了位移传感器固定支架的热防护要求，避免高温环境下支架变形引起的测量误差。*4.2.3试验结果有效性判定补充*原标准在试验结果判定上存在模糊地带，勘误进一步明确了判定测试有效性的补充条件：某一耐火性能指标的数据离散程度超出规定范围时，应增加试验组数并取算术平均值；当试件在试验早期发生非预期失效而严重影响结果代表性时，判定该轮试验无效并要求重新测试。此项修正显著提升了试验结论的可靠性和仲裁检验的可操作性。4.3勘误的意义本次勘误反映了ABNT在标准全生命周期管理方面的技术能力提升。通过对标准实施中发现的技术问题进行及时修正，有效保障了标准的科学性和严谨性，维护了标准执行的一致性和市场对标准的信心。这种通过勘误机制实现标准动态优化的模式，值得各国标准化机构借鉴。五、标准的技术先进性与国际对标分析5.1与ISO834体系的协调性ABNTNBR17138:2025在升温曲线设定、加载方式、耐火极限判定准则等核心要素上与ISO834保持了高度一致性，为巴西建筑构件耐火性能数据在国际范围内的互认奠定了基础。该标准的实施使得在巴西境内完成的耐火试验结果可直接与基于ISO标准完成的国际测试数据进行对比分析，有利于巴西建筑产品进入国际市场。5.2与EN1363的比较优劣相较于EN1363-1，ABNTNBR17138:2025在试件边界条件的模拟方面增加了对端部约束作用的考虑，并对不承载构件与承载构件的试验方法分别作出更细致的区分。这些技术改进客观上吸收了欧洲标准在试验精度方面的优势，同时又充分考虑了巴西本土建筑材料与施工工艺的特点，在标准适用性方面体现出一定的技术灵活性。5.3对新型建筑技术的适应性标准在编制过程中充分考虑了现代建筑对预制装配式构件、轻钢龙骨复合墙体、大跨度楼盖体系等新型结构形式的耐火性能评价需求，明确规定了对含多种材料复合构件的试验处理方式。这些内容使标准具有面向未来的适度前瞻性，为巴西持续发展的建筑工业化提供了有效的技术保障。六、主要起草单位介绍ABNTNBR17138:2025及其勘误主要由巴西技术标准协会防火分技术委员会（ABNT/CB-02:FireSafety）组织编制和维护。该委员会隶属于巴西技术标准协会（AssociaçãoBrasileiradeNormasTécnicas,ABNT），是巴西消防与防火安全领域的国家级标准化技术归口单位。巴西技术标准协会成立于1940年，是巴西国家标准化机构，代表巴西参与ISO和泛美标准委员会等国际与区域标准化组织的活动。ABNT/CB-02防火分技术委员会汇集了来自政府消防部门、科研院所、建筑设计单位、消防工程公司及材料生产企业的数十名资深专家，其核心使命是制定和完善巴西建筑防火领域的标准体系，推动消防科学与工程技术的进步。在该标准编制过程中，巴西圣保罗大学理工学院（EscolaPolitécnicadaUniversidadedeSãoPaulo,EPUSP）土木工程系作为核心技术支撑单位发挥了重要作用。该系拥有南美洲规模最大的结构防火试验室，配备有大型多功能耐火试验炉、精密加载系统和先进的数据采集与分析平台。项目团队由该校防火工程研究中心的多名资深教授领衔，先后完成了数百组不同类型建筑构件的耐火试验验证。该团队深度参与了标准中试验程序的优化设计、试验数据的统计分析工作，为升温曲线选型、变形测量方法和判定准则的科学确定提供了坚实的研究支撑。该中心的突出贡献不仅体现在技术方案论证上，还体现在国际标准跟踪与协调方面。团队成员先后参与了ISO/TC92（消防安全）和多个国际联合研究项目，积累了丰富的国际标准编制经验，确保了巴西标准与国际先进标准的有效对接。这一产学研结合的标准化工作模式，为发展中国家开展高水平标准研制提供了可借鉴的范例。七、标准实施意义与未来展望7.1对建筑防火设计的推动作用ABNTNBR17138:2025及其勘误的发布实施，为巴西建筑防火设计提供了更加科学和精确的基础数据支持。设计师可以基于标准试验获得的耐火性能数据进行性能化防火设计，更合理地确定构件尺寸、防火保护层厚度和防火分隔方案，在保障安全的前提下实现更优化的建筑方案设计。7.2对防火产品和材料产业发展的促进标准的实施将推动耐火材料和防火产品市场的优胜劣汰。各类防火涂料、防火板、防火玻璃等产品的耐火性能必须通过标准试验验证方可进入市场。这将促进企业加大产品研发投入，提升产品质量和技术含量，推动整个防火产业链的技术升级和健康发展。7.3技术发展展望展望未来，ABNTNBR1713