申獻(xiàn)兵

（荊州市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院　湖北荊州　434000）

新型材料在建筑防火設(shè)計(jì)方面的利與弊

申獻(xiàn)兵

（荊州市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院湖北荊州434000）

隨著我國城市化的不斷發(fā)展，高樓大廈隨處可見，這給消防安全帶來了新的挑戰(zhàn)，而建筑材料是關(guān)系到建筑自身安全的一個(gè)重要因素。只有對(duì)各種建筑材料的用途和性能進(jìn)行充分掌握，才能對(duì)其進(jìn)行科學(xué)的選用。本文主要對(duì)幾種新型建筑防火材料在建筑防火設(shè)計(jì)方面的利與弊進(jìn)行分析。

建筑防火材料；燃燒性能；特征

隨著城市建筑的發(fā)展較快，高樓大廈的不斷涌現(xiàn)，消防安全面臨著新的問題與挑戰(zhàn)。據(jù)有關(guān)報(bào)道，2009年2月9日晚央視大樓發(fā)生特大火災(zāi)，整個(gè)建筑持續(xù)燃燒近6h，各個(gè)方向的外墻裝修材料差不多徹底燒盡，被火燒過的面積多達(dá)10萬m2，而釀成大火的罪魁禍?zhǔn)拙褪窃摌峭鈮Φ谋夭牧?。同年?2月5日凌晨，俄羅斯某夜總會(huì)也發(fā)生大型火災(zāi)事故，該事故導(dǎo)致死亡人數(shù)超過100多人，造成事故如此嚴(yán)重的一個(gè)重要原因就是該建筑內(nèi)部使用了許多可燃材料進(jìn)行裝修。建筑防火材料作為決定建筑自身安全的極其重要因素，對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)安全有著重要影響。只有了解各種新型材料的性質(zhì)和用途并掌握其在建筑防火設(shè)計(jì)方面的利與弊，才能夠合理科學(xué)的使用它們，以確保建筑的消防安全，降低發(fā)生火災(zāi)的概率。目前，各種新型防火建筑材料不斷涌現(xiàn)，本文對(duì)這類新型材料進(jìn)行了分析和探討。

1　石膏

石膏制品具有質(zhì)輕、保溫隔熱、耐火性和吸聲性能好等一系列優(yōu)點(diǎn)。各種石膏制品的主體是無機(jī)質(zhì)材料石膏。二水石膏經(jīng)硬化后含21%的結(jié)晶水，一旦遇到火災(zāi)的時(shí)候，結(jié)晶水會(huì)脫出然后吸收大量熱能，并且蒸發(fā)出來的結(jié)晶水覆蓋在石膏制品表面從而形成水蒸氣氣幕，這樣便能防止火勢(shì)進(jìn)一步蔓延。脫水后形成的無水石膏仍是阻燃物和熱的不良導(dǎo)體。石膏制品有纖維石膏板、紙面石膏板、石膏裝飾板、石膏空心條板、石膏吸聲板、石膏珍珠巖空心板、石膏刨板、石膏硅酸鹽空心條板等。石膏制品作為建筑材料，在防火設(shè)計(jì)時(shí)其具有凝結(jié)硬化快（約5min初凝，20～30min終凝，一星期左右完全硬化）和水化快、硬化后具有吸聲和保溫隔熱功能、防火功能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)。但是在設(shè)計(jì)和使用過程中也存在一些缺陷，如硬化后強(qiáng)度較低以及孔隙率較大、水化硬化過程中體積稍有膨脹、制品耐水性比較差，這一點(diǎn)也是石膏制品的致命弱點(diǎn)。所以，使用石膏制品時(shí)通常還需要采取防潮措施，在制品中摻入硬脂酸、石蠟乳液、機(jī)硅等，還可以在板材表面粘貼防水護(hù)面紙來防潮?，F(xiàn)代的很多建筑物中，特別是高層建筑的吊頂和墻體，石膏制品的使用非常廣泛。

2　金屬板材和金屬復(fù)合板材

金屬復(fù)合板又被稱之為金屬夾心板，將薄金屬板作為上下面層，而芯材為既可保溫又有剛度而強(qiáng)度相對(duì)比較低的材料，通過專用自動(dòng)化生產(chǎn)線生產(chǎn)復(fù)合而成，是一種承載能力很好的結(jié)構(gòu)板材。有金屬復(fù)合板材、金屬微穿孔吸聲板、金屬板材。而金屬復(fù)合板材有鋁塑復(fù)合板、巖棉夾芯復(fù)合板、聚氨酯夾芯復(fù)合板、聚苯乙烯復(fù)合夾芯板等。在鋼結(jié)構(gòu)廠房的屋頂、外墻得到廣泛的應(yīng)用，體育館設(shè)計(jì)建設(shè)時(shí)的輕質(zhì)屋頂，干凈整潔廠房的潔凈區(qū)頂板、內(nèi)部隔斷，冷庫的分隔板材和箱體，建筑工人集體宿舍和建筑工地的辦公室，抗震救災(zāi)時(shí)的安置房等。金屬板材有鋁及鋁合金波紋板和彩色壓型鋼板等，這些板材都屬于不燃板材。如果根據(jù)一定要求和工藝將其做成復(fù)合板材那么阻燃燒性能會(huì)顯著提高，同時(shí)耐火性能也非常好，完全能夠滿足難燃材料的要求，甚至有的能夠達(dá)到符合A級(jí)要求，但是問題在于復(fù)合A級(jí)材料在施工過程中，其現(xiàn)場(chǎng)安裝施工和預(yù)制方法等對(duì)材料的燃燒性能會(huì)造成較大影響，一旦發(fā)生火災(zāi)，受火溫度和時(shí)間作用的環(huán)境非常復(fù)雜，材料的產(chǎn)煙情況以及完整性還有不確定，在設(shè)計(jì)時(shí)不能將此類復(fù)合A級(jí)材料作為防火材料用在建筑中的重要構(gòu)件和部位中。金屬復(fù)合板材在使用過程中其火災(zāi)險(xiǎn)性主要為易熔融滴落、易燃可燃、易變形失去整體性、高發(fā)煙；金屬面巖棉夾芯板燃燒性能和耐火性能都可以，且保溫性能尚好，但問題在于其牢固程度還達(dá)不到一定要求，對(duì)環(huán)境也有不同程度的影響；金屬面石膏夾芯板既牢固又耐火，但是保溫性能又不是很好，并且價(jià)格不菲；不燃型硬質(zhì)聚氨酯金屬面夾芯板使用費(fèi)用高。

3　硅酸鋁纖維

硅酸鋁纖維又被稱之為耐火纖維，通俗的叫法為陶瓷棉，是新型的特殊輕質(zhì)耐火材料，生產(chǎn)的主要原料為天然焦寶石，將其加工成棉絲狀無機(jī)纖維耐火材料，硅酸鋁纖維制品可用于各類玻璃幕墻填充隔熱材料、防火門的芯材、通風(fēng)空調(diào)管道保溫材料、吊頂板材等，起到的作用為防火隔熱。硅酸鋁纖維絕熱制品70年代在我國研制成功，具有一些列優(yōu)點(diǎn)，如導(dǎo)熱系數(shù)小、抗壓強(qiáng)度高、可反復(fù)使用、施工方便等。但硅酸鋁纖維制品在使用過程中最大缺陷在于一旦受熱后會(huì)迅速膨脹，非常容易導(dǎo)致自身開裂、焊縫發(fā)生錯(cuò)動(dòng)等；此外，硅酸鋁纖維制品在使用時(shí)還得留有一定的空間，這樣就會(huì)使得冷空氣進(jìn)去，熱空氣冒出來，雖然外護(hù)表面溫度不會(huì)很高，但是由此造成的熱損比較大。

4　無機(jī)復(fù)合板

無機(jī)復(fù)合板也是防火材料中極其重要的一員。就防火的性能而言，無機(jī)復(fù)合板具有非常卓越的性能，目前在建筑工程中應(yīng)用也比較廣泛。此外，無機(jī)復(fù)合板的生產(chǎn)使用成本較低，其生產(chǎn)原材料是一種普通材料，非常容易獲得，所以說該防火材料具有一定的成本優(yōu)勢(shì)，推廣和應(yīng)用價(jià)值較高。另外，無機(jī)復(fù)合板也較為容易加工成型。無機(jī)復(fù)合板在上世紀(jì)末一經(jīng)推出，就得到了廣泛的推崇和應(yīng)用，隨著時(shí)代的發(fā)展，無機(jī)復(fù)合板的綜合性能和技術(shù)水平也在逐漸提升，從而促進(jìn)了建筑防火事業(yè)的發(fā)展。雖然無機(jī)復(fù)合板得到了廣泛的應(yīng)用和推廣，但是無機(jī)復(fù)合板同樣存在弊端，主要表現(xiàn)在其生產(chǎn)還主要依靠手工來進(jìn)行，具有較低的機(jī)械化的水平和程度，對(duì)無機(jī)復(fù)合板的進(jìn)一步發(fā)展非常不利，所以不滿足現(xiàn)代化大生產(chǎn)的需求，另外無機(jī)復(fù)合板的生產(chǎn)工藝也不符合時(shí)代發(fā)展的需求，材料的質(zhì)量和水平都比較低。

5　防火玻璃

在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，防火玻璃的主要作用就是防止并且控制火勢(shì)的蔓延以及起到隔煙作用，防火玻璃的防火效果用耐火性能來進(jìn)行評(píng)價(jià)。目前防火玻璃主要可以分為以下五種：①高強(qiáng)度單層銫鉀防火玻璃；②中空防火玻璃；③特種防火玻璃；④夾絲防火玻璃；⑤夾層復(fù)合防火玻璃。防火玻璃的作用就是作為耐火構(gòu)件的配件使用，其應(yīng)用范圍主要為防火窗和防火門，此外，作為防火分隔時(shí)也可以應(yīng)用到高層建筑的疏散走道兩側(cè)的隔墻以及非承重外墻等位置。但是防火玻璃在應(yīng)用實(shí)踐以及工程設(shè)計(jì)中還存在著一些尚未解決的問題：①不同的設(shè)計(jì)和施工人員在理解或者認(rèn)識(shí)防火玻璃有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)存在偏差，這就造成工程設(shè)計(jì)或者施工時(shí)不能正確區(qū)分防火玻璃隔墻以及防火玻璃的特點(diǎn)、種類的區(qū)別，導(dǎo)致出現(xiàn)耐火極限不足、選用標(biāo)準(zhǔn)不準(zhǔn)確、概念混淆等諸多問題；②防火玻璃應(yīng)用中封堵材料和支撐框架耐火極限不足，實(shí)際工程中的耐火試驗(yàn)和尺寸不符，這些都會(huì)造成實(shí)際防火效果不能符合標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)時(shí)的要求。

6　結(jié)束語

現(xiàn)有新型防火材料雖然種類很多，但是由于每類材料都不是萬能的，仍然存在這樣或者那樣的缺陷，使得其在設(shè)計(jì)和使用過程中還無法滿足實(shí)際需求。隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，未來對(duì)防火材料的要求會(huì)越來越高、需求量也會(huì)越來越大。因此，研制新型防火材料，強(qiáng)化防火材料質(zhì)量，降低防火材料的生產(chǎn)成本，對(duì)提升我國建筑業(yè)的整體水平具有非常重要的實(shí)際意義。

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