硼硅酸鹽玻璃具有良好的化學穩定性,較高的軟化點(約850℃左右) ,較低的熱膨脹系數,可用作耐熱和防火玻璃,使用這種玻璃作為防火玻璃一般厚度為6mm-8mm為宜,在國外一些發達國家中使用較為廣泛。但硼硅酸鹽防火玻璃由于熔制溫度很高、成形溫度高、熔制時硼揮發、易產生硼硅分相等問題以及熔窯耐火材料侵蝕速度快等技術難點,技術門檻及成本非常高。
除硼硅酸鹽防火玻璃外,特種防火玻璃還包括鋁硅酸鹽防火玻璃、微晶防火玻璃及軟化溫度高于800 ℃以上的鈉鈣料優質浮法玻璃等。其共同特點是:玻璃軟化點較高,一般均在80℃以上,熱膨脹系數低,在強火焰下一般不會因高溫而炸裂或變形,尤其是微晶防火玻璃,除具有上述特點外,還具有機械強度高、抗折、抗壓強度高及良好的化學穩定性和物理力學性能。但特種材料的防火玻璃(硼、鋁硅酸鹽防火玻璃,微晶防火玻璃)價格較高,市場較難接受, 目前我國單片防火玻璃技術基本采用平板玻璃物理或化學增強技術來提高玻璃的強度,使玻璃能夠承受急熱(或急冷)時產生的應力,從而具有防火的功能。
高強度單片防火玻璃的耐火機理是通過提高鈉鈣硅玻璃強度,來抗衡熱應力進而避免玻璃表面微裂紋擴展造成的破裂。火災時玻璃受熱膨脹,玻璃整體發生彎曲變形,玻璃受火面的微裂紋受到熱應力作用, 逐漸擴展造成玻璃破裂;單片防火玻璃強度極高, 比普通鋼化玻璃有更大的預應力,改善了玻璃的抗熱應力性能,當玻璃受熱膨脹,其表面的高預應力就會抵消產生的熱應力, 使微裂紋不再擴展致玻璃破裂,從而保證在火焰沖擊下或高溫下的耐火性能。當玻璃整體受到的熱量大于背火面散失的熱量時,玻璃整體溫度逐漸升高,沿高度方向,從受火面開始逐漸進人軟化區,直到玻璃背火面的粘度不足以支撐玻璃本身的重量時,玻璃整體(或局部)坍塌而失去完整性。
盡管與傳統的防火玻璃(如灌漿、復合防火玻璃)相比、單片防火玻璃有其無可比擬的優越性, 但在發生火災時, 由于單片防火玻璃不隔熱, 其熱輻射對防火分區外的可燃、易燃物以及人的安全通過會產生影響,如何使單片防火玻璃在具備通透的外觀、保證良好耐火性能的同時具備隔熱性成為設計師關注的焦點。研究表明,通過對單片防火玻璃隔斷施加自動噴淋保護系統可以解決單片防火玻璃隔熱問題。通過在防火玻璃隔斷上部邊緣位置設置自動水噴淋系統,當火災發生后玻璃背火面空氣溫度達到噴淋噴頭動作溫度時,背火面自動噴淋系統啟動,玻璃背火面形成持續水幕,帶走了因熱傳遞而使玻璃吸收的熱量,使防火玻璃即使在很高的火災荷載下也能維持較低的溫度。有關的試驗表明,在自動噴淋保護下,單片防火玻璃系統的隔熱性能得到明顯改善,熱輻射被有效阻隔, 玻璃耐火時間大大延長, 而背火面溫度在40 ℃以下,可完全替代防火卷簾。
當防火玻璃框架系統無隔熱性要求時,可選用C類防火玻璃。當防火玻璃框架系統有隔熱性要求時,可選用A類防火玻璃或C類防火玻璃加水噴淋保護。