建筑內部防火阻燃材料的具體性能及其應用分析

左 銘

伴隨城市化進程不斷加速，我國已經成為世界上高層建筑數量最多且增長最快的國家。但隨之增長的還有每年建筑火災事故。2022 年高層建筑火災事故數量已經突破1.7 萬起，增長趨勢迅猛，我國對高層建筑火災事故的關注力度也不斷提升[1]。2023 年3 月20 日，國務院安全生產委員會辦公室發布的《國務院安委會辦公室關于開展高層建筑重大火災風險專項整治的通知（安委辦函〔2022〕37 號）》指出，要健全完善高層建筑火災風險分級管控和隱患排查治理雙重預防機制，堅決防范遏制群死群傷重特大火災事故。

防火阻燃材料在高層建筑中的應用可以有效遏制火災的發生與蔓延，因此受到了大力關注[2]。鑒于此，本研究在認真貫徹落實習近平總書記關于安全生產和加強城市消防安全工作的重要指示精神基礎上，深入分析了建筑內部防火阻燃材料的具體性能及其應用方案。

1 建筑內部防火阻燃材料應用的重要性

伴隨社會的發展，傳統單一的設計模式已然無法滿足現代建筑發展的需求，設計人員紛紛探索“性能化設計”，以滿足現代建筑的多元化需求，其中防火性能化設計便因為高層建筑防火事故的頻繁發生而尤為受到重視。

消防安全是建筑項目施工的一大要點，也是保障建筑內居民人身與財產安全的基本要求。在實際建筑設計中，必須高度重視消防安全，嚴格按照建筑防火等級及其設計規范，進行建筑防火性能化設計，其中一項非常關鍵的內容在于防火阻燃材料的選擇。以性能優越的防火阻燃材料代替建筑設計中所采用的可燃性裝修材料，可以有效避免火勢蔓延，降低火災事故的影響。

防火阻燃材料的應用可以有效減緩火災對建筑結構的破壞速度，延緩火災蔓延至主要結構部件的時間，有助于保護建筑的結構完整性和穩定性，降低建筑在火災中倒塌的風險。此外，防火阻燃材料具有較高的耐火性能，可以抵御高溫和明火的侵襲。其特殊結構和化學特性使其在火災中能夠持久抵抗火焰和高溫，減緩火勢發展速度，提供更多的時間進行救援和滅火行動。防火阻燃材料還可有效地降低火災發生時火勢的蔓延速度和火災擴散范圍，為建筑內的人員提供更多逃生時間和逃生通道，對于保障人身安全至關重要，同時可以減少火災造成的人員傷亡和生命財產損失。

2 防火阻燃材料的具體性能

2.1 高強度復合防火板

在國內普遍應用的防火阻燃材料中，高強度復合防火板的防火阻燃性能最佳，與其他防火阻燃材料相比具有明顯優勢[3]。此類防火板材通常為不均質夾芯結構，主要成分是氧化鎂膠凝劑，在其中加入多元改性材料，之后對其進行特殊調凝，從而避免主成分在有氧氣的環境下出現反鹵現象。夾芯結構多選擇輕質、耐火骨料，以提升高強度復合防火板的隔熱、保溫與防火性能，同時在不同層材料間布設一層耐火纖維網格布，進一步提升夾芯結構的耐火性能。一旦建筑內部出現火災以后，高強度復合防火板可以在1200 ℃高溫環境下完全不著火，滿足國家防火檢測的4 h 不燃A 級，具有非常好的安全性能。且因為材料為無機材料，在高溫火煅燒下高強度復合防火板無煙無毒，具有良好的綠色環保性。

2.2 阻燃膠合板

阻燃膠合板又可稱為防火膠合板，原材料主要為樺木、水曲柳、柞木、水青崗，含水率通常為6%～14%[4]。阻燃膠合板雖然以木材作為主要原料，但其在結構上進行了特殊處理，一般是對木段進行旋轉切割形成單板，然后對單板做阻燃處理，再用膠粘劑進行膠合黏結，形成三層及以上奇數層的板狀材料，可以有效提高整體的阻燃性能。以目前應用較為廣泛的“新澤安”牌系列阻燃膠合板，其具有變形小、幅面大、表面貼木皮效果好、不易翹曲、橫紋抗拉強度大等優勢，其阻燃性能非常優越，且甲醛釋放量可達到4.0 mg/100 g 以下。

2.3 耐火磚

耐火磚可簡稱為火磚，通常為定型耐火材料，由耐火黏土或其他耐火原料燒制而成，其耐火溫度可達到1580 ～1770 ℃，通常具有一定形狀與尺寸[5]。耐火磚所采用不同成分，其品質與特征將具有一定差異，常見有硅鋁系耐火磚、堿性系列耐火磚、含碳耐火磚、含鋯耐火磚、隔熱耐火磚5 種。耐火磚在加工過程中通常需要放置發氣劑、調節劑和氣泡穩定劑，之后對其進行充分攪拌后，經過蒸壓養護、發氣膨脹等一系列工序最終定型而成。與傳統墻體混凝土材料與空心黏土磚相比，耐火磚的容重非常低，且通過特殊計量配料加工后，其內部往往存在大量獨立封閉的氣孔，大大提升了耐火磚的保溫性能，其保溫性能相比普通混凝土與空心黏土磚相比，分別高4 ～8 倍、3 ～4 倍。

2.4 發泡橡塑保溫材料

發泡橡塑保溫材料主要成分有丁腈橡膠、聚氯乙烯，在制備過程中通常需要經過特殊發泡處理，使其可以用于建筑內部的冷熱介質容器或導管。發泡橡塑保溫材料不含有率氟化物，可滿足ISO 14000國際環保認證要求，且采用的橡膠為高品質保溫節能材料，具有非常低的熱傳導系數，可以充分發揮出對熱介質的隔絕效果。再加之發泡橡塑保溫材料為閉泡式結構，制備過程中采用了精控微發泡技術，有效提高了材料的泡孔閉泡率與均勻性，進一步提升了產品的導熱能力與抗水汽滲透能力。橡塑的阻濕因子μ 值超過了3500，以其構成內置防水汽層，即使發泡橡塑保溫材料出現外部劃傷，也不會導致其整體隔汽性下降，具體性能指標，如表1 所示。

表1 發泡橡塑保溫材料性能指標

2.5 防火涂料

防火涂料主要分為水性防火涂料和溶劑型防火涂料。水性防火涂料的環保性較好，適合室內使用。溶劑型防火涂料則適合室外使用，具有耐候性較強的特點。不同類型的防火涂料采用不同的基礎原材料和添加劑配方制成。防火涂料的主要功能是增加物體的防火等級。根據國家標準《建筑材料燃燒性能分級》（GB 8624—2012）中的規定，建筑材料按其燃燒性能可以分為A1、A2、B、C 和D 共5 個等級。其中，A1 級最優，D 級最低。通過涂刷防火涂料，可將建筑材料的燃燒等級提高至A 級或B 級，有效降低火災風險。

防火涂料的應用可有效阻止火勢的擴散，建筑內部涂刷防火涂料可以形成保護膜，阻止火勢向周圍蔓延。同時，通過使用防火涂料可以將物體的防火等級提高至更高的級別，增加物體的防火性能和安全系數。防火涂料耐候性強、經久耐用，不會因溫度變化、紫外線等因素導致品質下降，且防火涂料施工簡便，可采用噴涂、刷涂等方式進行涂裝，適用于不同材質和形狀的物體表面。需要注意的是，防火涂料施工時應嚴格按照產品說明書和相關標準進行，確保涂料施工質量。同時，使用防火涂料不應替代其他建筑材料的防火措施，而應作為加強措施來使用。

2.6 防火玻璃

防火玻璃是一種具有防火功能的特殊玻璃，其在高溫下能夠保持完整性和穩定性，有效地防止火災蔓延，達到防火控煙的效果。防火玻璃通常由多層玻璃、中間的隔離材料以及邊緣密封系統組成。防火玻璃中的隔離材料主要為無機纖維、膠體或亞克力等。隔離夾層材料的應用通常取決于要求的防火級別、保溫性能、透明度和強度等因素。根據國際標準，防火玻璃可以分為不同的防火級別，如A類、B 類、C 類。其中，C 類防火玻璃僅具有防火隔離功能，僅適用于無隔熱要求的建筑材料應用要求。防火玻璃廣泛應用于建筑和工業領域。在建筑中，防火玻璃用于門、窗、隔墻和通道等位置，以防止火災蔓延并為逃生提供時間。在工業領域，防火玻璃用于爐窗、高溫爐體和化學實驗室等位置，以保護人員和設備免受火災的危險。防火玻璃與傳統的隔火材料相比，能夠提供較好的采光效果，可長期使用，并能夠適應各種建筑設計風格，并能夠與其他材料配合使用，使得建筑更加美觀。然而，防火玻璃的制造工藝與成本較高，其適用條件比較苛刻，且在應用中具有一定的施工難度，因此在防火玻璃使用中需做好建筑施工調查與技術分析應用工作。

3 建筑內部防火阻燃材料的工程應用

3.1 工程概況

本工程為某地信息化數據中心內部裝修與防火阻燃材料應用，考慮到建筑內部空間的應用性，對內部防火性提出了較高的要求，根據建筑用途設計要求，該建筑工程內部的防火等級為丙類。

3.2 工程要求與材料應用

本工程建筑內部的防火阻燃材料的應用按照《建筑內部裝修設計防火規范》（GB 50222—2017）進行設計，不同建筑內部不同部位的材料燃燒性能等級具有明顯差異。其中，單層、多層民用建筑內部各部分的裝修材料燃燒性能差異明顯，建筑物機器場所的頂棚、墻面、地面、隔斷、固定家具與其他裝修裝飾材料的燃燒性能均明顯不同。此外，普通民用建筑與高層民用建筑和廠房等建筑之間也在相同建筑材料上有著不同的燃燒特性，因此需要根據建筑材料性能進行具體劃分。

根據建筑材料的燃燒特性可分為A 級燃燒性能材料和B 級燃燒性能材料；第1，A 級燃燒性能材料可分為A1 級和A2 級，A1 級為不燃燒與不起明火的裝修材料；A2 級為不燃燒材料且煙量滿足《建筑材料及制品燃燒性能分級》GB 8624—2012 的要求。第2，B 級燃燒性能材料分為B1 級難燃性材料，此類材料具有良好的阻燃性能，遇到明火后不易起火，從火源處移開后可迅速停止燃燒。B2 級為可燃性材料，此類材料具有一定的阻燃效果，但整體防火阻燃性并不強。考慮到本工程的建筑空間用途，建筑內部無窗房間可使用A 級阻燃材料以滿足設計要求。其中，在建筑地上安全出口與頂棚、地面與墻面等應使用高級別的燃燒性能材料，提高內部防火阻燃的整體性能。

本工程在防火阻燃材料選擇中還兼具了裝修成本的實際要求，在滿足建筑內部裝修防火阻燃等級要求下，可選擇使用如下類型的A 級和B 級燃燒性能材料。

一方面，在A 級材料選擇中，可選擇使用無機防火涂料、玻璃、彩鋼板與GRG 石膏制品等。地面裝飾面可選擇使用花崗石、瓷磚、大理石、硫酸鈣防靜電地板和金屬通風地板等。隔墻阻燃材料可選擇使用灰砂磚、加氣混凝土砌塊和輕型龍骨硅酸鈣板等。室內保溫材料可選擇使用玻璃纖維、巖棉和無機氣凝膠氈。

另一方面，在B 級材料選擇中，可使用乳膠涂料、木質吸音板、阻燃織物和難燃膠合板等。地面裝飾材料可選擇使用防靜電環氧自流平、木基防靜電地板、難燃PVC 等。保溫阻燃材料可選擇使用酚醛塑料、聚氯乙烯保溫板等。

在信息化數據中心工程建筑內部防火阻燃材料應用中，需要根據建筑內部用途進行效仿改造，以滿足防火阻燃材料的應用要求。信息化數據中心應滿足基本的隔音要求，在此基礎上需要使用阻燃材料對設備運行中熱量傳遞的阻隔，且需要滿足地面材料的防水性要求，鑒于此，本工程信息化數據中心建筑內部防火阻燃材料的使用情況如表2 所示。

表2 信息化數據中心建筑內部防火阻燃材料選擇使用情況

4 結語

綜上所述，建筑內部防火阻燃材料的選擇與應用，要對相關材料的基本性能與應用方向進行全面了解，在綜合建筑內部空間用途基礎上，合理選擇使用防火阻燃材料，從而最大程度地降低建筑內部火災發生率，避免因建筑火災事故的發生造成經濟財產損失與人員傷亡，通過有效的建筑防火阻燃材料選擇與應用，提高建筑防火效果。