防火材料在消防工程設(shè)計(jì)與施工環(huán)節(jié)中的應(yīng)用分析

孫詩(shī)昆

（漢中職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 漢中 723000）

1 消防工程設(shè)計(jì)及施工環(huán)節(jié)應(yīng)用防火材料的必要性分析

經(jīng)過(guò)特殊加工處理的原材料，將形成一種新型具有防火性能的材料，如納米微孔絕熱板、無(wú)機(jī)纖維噴涂、zry 天然纖維阻燃液，可以根據(jù)具體的防火性能需求，被加工成可對(duì)不同等級(jí)火情進(jìn)行抵御的防火材料，當(dāng)有火災(zāi)發(fā)生時(shí)，發(fā)揮防火材料效用，不僅可以起到對(duì)煙氣進(jìn)行隔絕的作用，在一定程度上也可以控制火情進(jìn)一步發(fā)展，盡可能降低火災(zāi)發(fā)生所造成的負(fù)面影響。通過(guò)對(duì)目前消防工程設(shè)計(jì)及施工情況調(diào)研與分析，原有消防材料雖然質(zhì)量方面符合規(guī)范要求，但防火性能較差，如普通木質(zhì)防火板、防火木質(zhì)窗框、防火玻璃以及防火涂料等，并不能滿足現(xiàn)代消防工程建設(shè)要求，增加后期火災(zāi)事故發(fā)生概率。當(dāng)火災(zāi)事故在建筑內(nèi)部發(fā)生時(shí)，因在設(shè)計(jì)及施工環(huán)節(jié)，對(duì)防火材料使用缺乏規(guī)范性，致使雖然建筑消防工程中使用了大量防火材料，也并沒(méi)有起到抑制火災(zāi)蔓延的作用，這在威脅人員生命財(cái)產(chǎn)安全的同時(shí)，也可能會(huì)造成巨大的損失。

為了提高消防工程建設(shè)質(zhì)量，設(shè)計(jì)及施工環(huán)節(jié)應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際情況選擇合適的防火材料，并加強(qiáng)防火材料使用規(guī)范，做好設(shè)計(jì)至施工各環(huán)節(jié)質(zhì)量把控，確保防火材料在消防工程設(shè)計(jì)及施工中正確應(yīng)用，從而將防火材料優(yōu)勢(shì)最大程度地發(fā)揮[1]。傳統(tǒng)防火材料與新型化學(xué)防火材料性能對(duì)比如表1 所示。

表1 傳統(tǒng)防火材料與新型化學(xué)防火材料性能對(duì)比

2 現(xiàn)有新型防火材料類(lèi)型

基于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑材料及制品燃燒性能分級(jí)》（GB 8624—2012），將建筑材料的燃燒性能劃分為A 級(jí)（不燃材料制品）、B1 級(jí)（難燃材料制品）、B2 級(jí)（可燃材料制品）、B3 級(jí)（易燃材料制品）。而現(xiàn)階段部分部分防火材料的性能不夠優(yōu)良，這已經(jīng)成為不容忽視的問(wèn)題，新型防火材料彌補(bǔ)缺憾，具有良好的燃燒性能等級(jí)。

2.1 噴射防火材料

噴射防火材料是指通過(guò)噴射的方法將防火阻燃材料噴涂在特定位置，最終達(dá)到避免火災(zāi)發(fā)生的目的，目前常見(jiàn)的防火材料主要分為粒狀棉、噴射纖維類(lèi)材料等幾種類(lèi)型，燃燒性能等級(jí)為A 級(jí)、B1 級(jí)等幾種類(lèi)型。在實(shí)際中應(yīng)用，主要發(fā)揮對(duì)基材進(jìn)行保護(hù)的作用，吸收噪聲污染的同時(shí)，也能將熱源進(jìn)行隔絕，即使受到高溫環(huán)境影響，該類(lèi)型防火材料也不會(huì)出現(xiàn)自燃或者從基材表面脫落等問(wèn)題，最大程度上保障建筑內(nèi)部人員生命安全，是現(xiàn)階段建筑消防工程設(shè)計(jì)中主要作為防火及吸聲的材料來(lái)使用。以無(wú)機(jī)纖維噴涂材料為例，由無(wú)機(jī)纖維和水基膠粘劑組成，材質(zhì)輕且具備極強(qiáng)的隔熱性能和極低的導(dǎo)熱率，在高溫火場(chǎng)環(huán)境下，被保護(hù)的構(gòu)件能夠達(dá)到5h 以上的耐火極限，燃燒性能為A 級(jí)。

2.2 新型輕質(zhì)復(fù)合材料

新型輕質(zhì)復(fù)合材料是指由復(fù)合材料加工制成的防火材料，具備良好的防火性能，燃燒性能等級(jí)為A 級(jí)、B1 級(jí)，新型輕質(zhì)復(fù)合材料不僅能夠有效控制火勢(shì)蔓延，又能起到保溫隔熱、吸收噪聲等作用，極大地降低火災(zāi)事故發(fā)生可能性，石膏、阻燃劑、金屬?gòu)?fù)合板、新型防火板是目前較為常見(jiàn)的新型輕質(zhì)復(fù)合材料。以納米防火板為例，其主要成分為納米二氧化硅，由于納米微孔絕熱板材質(zhì)較輕，占用空間小，再加上極低的導(dǎo)熱率，在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，不僅能夠降低能源消耗，又能減少碳排放。相較于傳統(tǒng)防火板，納米微孔絕熱板可承受1100°C/2012°F 的高溫，適合多種領(lǐng)域應(yīng)用；如在高溫環(huán)境下使用時(shí)，即使溫度不斷升高，其熱導(dǎo)率升幅也非常緩慢，同等絕熱效果下，納米微孔絕熱板更加輕薄，阻燃性能達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的“A 級(jí)”耐火等級(jí)。

2.3 硅酸鈣新型防火材料

通過(guò)對(duì)纖維及硅質(zhì)材料等進(jìn)行加工處理，成為A級(jí)不燃燒材料，使得該類(lèi)型材料形成良好的防火性能，并可以將熱源進(jìn)行有效隔離。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，由于加工工藝簡(jiǎn)單且高效，讓該類(lèi)型材料可適用于多種場(chǎng)景，充分滿足不同場(chǎng)所的消防需求。

3 防火材料如何在消防工程設(shè)計(jì)及施工環(huán)節(jié)中有效應(yīng)用

3.1 噴射防火材料的應(yīng)用

粒狀棉、噴射纖維類(lèi)的噴射防火材料，可以滿足復(fù)雜的條件下建筑物防火的要求，噴射纖維類(lèi)材料由一種或多種粘結(jié)劑、集料和纖維組成，該材料經(jīng)低壓空氣流通過(guò)管道輸送到噴嘴口，與霧化水混合噴到需要保護(hù)的基材上，該工藝稱為干混噴射方式。其主要特點(diǎn)是：物料在管道上的輸送阻力相對(duì)較小，可輸送的有效高度高；噴射產(chǎn)品的密度較小，導(dǎo)熱系數(shù)較低。在當(dāng)前建筑物消防工程中，通過(guò)將噴射纖維類(lèi)材料均勻噴涂在建筑物防火或者隔熱層上之后，即可提升建筑物消防等級(jí)，避免火災(zāi)發(fā)生。

3.2 新型復(fù)合輕質(zhì)材料的應(yīng)用

新型復(fù)合輕質(zhì)材料在消防工程設(shè)計(jì)及施工環(huán)節(jié)中的應(yīng)用，主要涉及以下4 個(gè)方面。

3.2.1 石膏

成本低、可塑性強(qiáng)等是石膏材料明顯的基本特征，因其特性被廣泛應(yīng)用于不同場(chǎng)景中，可以充分滿足建筑消防工程設(shè)計(jì)要求。由于石膏能夠凝結(jié)成塊狀物，硫酸鈣是該類(lèi)型材料主要構(gòu)成元素，進(jìn)而使得石膏在實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)出良好的抗燃性，是現(xiàn)階段消防工程設(shè)計(jì)及施工環(huán)節(jié)中較為常用的防火材料之一。石膏具有較強(qiáng)的水解能力，致使防水性能不佳，當(dāng)應(yīng)用石膏材料的部位出現(xiàn)滲水問(wèn)題，短時(shí)間內(nèi)將造成材料整體被滲透，直至大面積材料脫落，繼而石膏在目前建筑消防設(shè)計(jì)中主要作為吊頂材料使用，能夠有效規(guī)避上述問(wèn)題的同時(shí)，也能更好地保障建筑消防工程質(zhì)量。

3.2.2 天然纖維阻燃液ZPY

ZPY 阻燃液除了具備良好的阻燃性能以外，在實(shí)際中應(yīng)用時(shí)，也不會(huì)產(chǎn)生刺鼻的氣味，且對(duì)物品、人體也不會(huì)造成腐蝕影響，可以滿足多種施工環(huán)境應(yīng)用需求。ZPY 阻燃液在消防工程設(shè)計(jì)及施工環(huán)節(jié)應(yīng)用時(shí)，需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)工況，將其與紙張膠合板、木材纖維板等這一類(lèi)植物纖維物質(zhì)混合使用，被ZPY 阻燃液處理后的植物纖維物質(zhì)材料，其阻燃性能不僅能夠得到進(jìn)一步增強(qiáng)，因具備無(wú)毒性，極大地凸顯該類(lèi)型防火材料實(shí)際使用安全性[2]。當(dāng)火災(zāi)事故在建筑內(nèi)部發(fā)生時(shí)，植物纖維物質(zhì)材料被ZPY 阻燃液處理后與火接觸，將會(huì)產(chǎn)生碳化現(xiàn)象，有效降低了明火形成的概率，天然纖維阻燃液ZPY 在消防工程設(shè)計(jì)及施工環(huán)節(jié)有效應(yīng)用，不僅能夠?qū)饎?shì)蔓延起到控制的作用效果，在一定程度上也能減少火災(zāi)事故發(fā)生所帶來(lái)的危害影響。現(xiàn)階段應(yīng)用于消防工程設(shè)計(jì)及施工環(huán)節(jié)的經(jīng)ZPY 阻燃液處理后的植物纖維物質(zhì)，均已達(dá)到國(guó)家耐火材料檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，并符合消防工程設(shè)計(jì)及施工規(guī)定要求，有利于保障消防工程質(zhì)量。

3.2.3 金屬?gòu)?fù)合板

夾芯板是現(xiàn)階段建筑消防工程設(shè)計(jì)中有效控制火勢(shì)蔓延的金屬?gòu)?fù)合板材料，夾芯板上下兩面均采用了薄金屬板覆蓋加工處理，中間夾層選擇了高剛度、低強(qiáng)度的材料作為芯材，不僅能夠起到良好保溫作用，又能增強(qiáng)夾芯板在實(shí)際應(yīng)用中的火災(zāi)承載力。夾芯板加工有著較高的自動(dòng)化水平，并可以根據(jù)消防工程設(shè)計(jì)及施工具體需求，制作成不同類(lèi)型的金屬?gòu)?fù)合板，如微穿孔吸聲板；該類(lèi)型防火材料在鋼結(jié)構(gòu)廠房施工中有著良好的應(yīng)用效果，如外墻制作、工地宿舍制作材料等。

3.2.4 高分子防火材料

作為一種新型的防火材料，不燃燒是該類(lèi)型防火材料鮮明的特征，且具備較為穩(wěn)定的化學(xué)特性，主要在消防工程設(shè)計(jì)中作為建筑的防火板來(lái)應(yīng)用，再加上具有較強(qiáng)的防滲漏與防蟲(chóng)性能，以及明顯的耐腐蝕性能，有效延長(zhǎng)該類(lèi)型防火材料使用壽命。新型高分子防火材料加工制作便捷，質(zhì)量輕，滿足批量化生產(chǎn)需求，且成本較低，使得新型高分子防火材料逐漸成為現(xiàn)階段消防工程設(shè)計(jì)及施工中主要使用的防火材料之一。

以某建筑項(xiàng)目的消防工程為例，將可瓷化高分子復(fù)合材料在建筑內(nèi)部的通風(fēng)防火系統(tǒng)、吊頂?shù)炔课贿M(jìn)行合理應(yīng)用，當(dāng)火災(zāi)事故發(fā)生時(shí)，可瓷化高分子復(fù)合材料在高溫環(huán)境中，可以有效阻隔燃燒，利用自身導(dǎo)熱系數(shù)較低的特性，防止隔熱板受到高溫作用出現(xiàn)燃燒問(wèn)題，充分發(fā)揮新型復(fù)合輕質(zhì)材料防火性能優(yōu)勢(shì)，將火源區(qū)域有效隔離，保障水電站運(yùn)行安全，再加上新型復(fù)合輕質(zhì)材料與火焰接觸時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生有毒、有害氣味，對(duì)人體二次傷害影響較小，同時(shí)也為消防救援作業(yè)高效化開(kāi)展提供了方便[3]。

3.3 無(wú)機(jī)輕質(zhì)防火材料的應(yīng)用

無(wú)機(jī)輕質(zhì)防火材料在消防工程設(shè)計(jì)及施工環(huán)節(jié)中的應(yīng)用，主要涉及以下4 個(gè)方面。

3.3.1 巖棉

基于高溫條件，對(duì)天然巖石進(jìn)行熔融處理，形成一種具有耐高溫性、不可燃性的防火材料，即為巖棉。導(dǎo)熱系數(shù)小是巖棉鮮明的特性，在實(shí)際施工中應(yīng)用該類(lèi)型防火材料，不僅可以起到隔離高溫的作用，又能控制火焰過(guò)度燃燒，主要在消防工程中作為隔熱板表面的防火材料來(lái)使用，巖棉受到高溫環(huán)境影響，利用自身收縮特性隔離火源區(qū)域，達(dá)到有效控制火情進(jìn)一步發(fā)展目的。建筑內(nèi)發(fā)生火災(zāi)事故時(shí)，發(fā)揮巖棉防火性能，火情得到有效控制，為人員撤離爭(zhēng)取充足時(shí)間。巖棉與火焰接觸時(shí)，并不會(huì)產(chǎn)生有毒有害的氣體，極大地避免了人員再次受到火災(zāi)事故發(fā)生造成的二次傷害影響。巖棉外墻防火保溫結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 巖棉外墻防火保溫結(jié)構(gòu)

3.3.2 玻璃棉

玻璃棉除了具備與巖棉相似的特性以外，也具備較強(qiáng)的隔熱性能，將其應(yīng)用于建筑消防工程施工中，可以起到保溫的作用效果。通常情況下，將白云石、蠟石、石英砂等這一類(lèi)具有耐高溫性的天然礦石通過(guò)特殊加工處理制作成纖維狀的材料，不燃燒性能是玻璃棉基本特征，在消防工程設(shè)計(jì)及施工環(huán)節(jié)中合理應(yīng)用，利用其保溫功能，保證建筑內(nèi)部空間溫度具有良好適宜性，同時(shí)也能對(duì)噪聲污染進(jìn)行吸收，極大地提高了消防工程質(zhì)量[4]。玻璃棉填充物、玻璃棉帶、玻璃棉保溫管等均是目前較為常見(jiàn)的防火產(chǎn)品，給予了消防工程設(shè)計(jì)多樣化選擇。

3.3.3 陶瓷棉

硅酸鋁纖維是制作陶瓷棉的主要材料，陶瓷棉是現(xiàn)階段一種較為新穎的防火材料，具有質(zhì)量輕特點(diǎn)。經(jīng)過(guò)高溫熔融加工處理后的陶瓷棉，可以實(shí)現(xiàn)良好的耐火功能與抗壓強(qiáng)度，使得自身抗火災(zāi)荷載能力得到進(jìn)一步提升。由于導(dǎo)熱系數(shù)較小，在實(shí)際消防工程施工中應(yīng)用陶瓷棉，不僅可以將火源區(qū)域進(jìn)行有效隔離，因其重復(fù)使用特性，在一定程度上也起到減少施工成本投入的作用效果。根據(jù)不同場(chǎng)合應(yīng)用需求，將陶瓷棉在防火芯材中應(yīng)用，既能隔絕熱源，又能發(fā)揮其良好防火性能，降低火災(zāi)事故發(fā)生可能性。

3.3.4 硅酸鈣

由于在實(shí)際應(yīng)用中有著良好抗熱性能，使得硅酸鈣成為現(xiàn)階段在消防工程設(shè)計(jì)及施工中廣泛應(yīng)用的消防材料；硅酸鈣由硅質(zhì)材料、纖維等其他材料制作而成，加工處理后的硅酸鈣板不僅有著良好的耐火性和耐高溫性，也具備質(zhì)量輕特點(diǎn)，在消防工程設(shè)計(jì)及施工環(huán)節(jié)中合理應(yīng)用，除了能夠發(fā)揮其防火功能以外，同時(shí)具備較強(qiáng)的防潮特性，可以充分滿足部分特殊場(chǎng)所的消防需求，有效延長(zhǎng)使用壽命的同時(shí)，也極大地提高了消防工程建設(shè)水平[5]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，防火材料在消防工程設(shè)計(jì)及施工環(huán)節(jié)中發(fā)揮著極為關(guān)鍵性的作用，根據(jù)消防工程設(shè)計(jì)及施工具體要求，選擇合適的防火材料，不僅有利于進(jìn)一步提升建筑防火性能，又能有效減少建筑在使用過(guò)程中火災(zāi)事故的發(fā)生，正確且規(guī)范地使用防火材料，最大程度上發(fā)揮防火材料應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，充分滿足建筑消防各項(xiàng)要求的同時(shí)，也能從根本上保障消防工程質(zhì)量。