防火材料在消防工程設計與施工環(huán)節(jié)中的應用分析

孫詩昆

（漢中職業(yè)技術學院，陜西 漢中 723000）

1 消防工程設計及施工環(huán)節(jié)應用防火材料的必要性分析

經過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、無機纖維噴涂、zry 天然纖維阻燃液，可以根據(jù)具體的防火性能需求，被加工成可對不同等級火情進行抵御的防火材料，當有火災發(fā)生時，發(fā)揮防火材料效用，不僅可以起到對煙氣進行隔絕的作用，在一定程度上也可以控制火情進一步發(fā)展，盡可能降低火災發(fā)生所造成的負面影響。通過對目前消防工程設計及施工情況調研與分析，原有消防材料雖然質量方面符合規(guī)范要求，但防火性能較差，如普通木質防火板、防火木質窗框、防火玻璃以及防火涂料等，并不能滿足現(xiàn)代消防工程建設要求，增加后期火災事故發(fā)生概率。當火災事故在建筑內部發(fā)生時，因在設計及施工環(huán)節(jié)，對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，也并沒有起到抑制火災蔓延的作用，這在威脅人員生命財產安全的同時，也可能會造成巨大的損失。

為了提高消防工程建設質量，設計及施工環(huán)節(jié)應結合工程實際情況選擇合適的防火材料，并加強防火材料使用規(guī)范，做好設計至施工各環(huán)節(jié)質量把控，確保防火材料在消防工程設計及施工中正確應用，從而將防火材料優(yōu)勢最大程度地發(fā)揮[1]。傳統(tǒng)防火材料與新型化學防火材料性能對比如表1 所示。

表1 傳統(tǒng)防火材料與新型化學防火材料性能對比

2 現(xiàn)有新型防火材料類型

基于國家標準《建筑材料及制品燃燒性能分級》（GB 8624—2012），將建筑材料的燃燒性能劃分為A 級（不燃材料制品）、B1 級（難燃材料制品）、B2 級（可燃材料制品）、B3 級（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，這已經成為不容忽視的問題，新型防火材料彌補缺憾，具有良好的燃燒性能等級。

2.1 噴射防火材料

噴射防火材料是指通過噴射的方法將防火阻燃材料噴涂在特定位置，最終達到避免火災發(fā)生的目的，目前常見的防火材料主要分為粒狀棉、噴射纖維類材料等幾種類型，燃燒性能等級為A 級、B1 級等幾種類型。在實際中應用，主要發(fā)揮對基材進行保護的作用，吸收噪聲污染的同時，也能將熱源進行隔絕，即使受到高溫環(huán)境影響，該類型防火材料也不會出現(xiàn)自燃或者從基材表面脫落等問題，最大程度上保障建筑內部人員生命安全，是現(xiàn)階段建筑消防工程設計中主要作為防火及吸聲的材料來使用。以無機纖維噴涂材料為例，由無機纖維和水基膠粘劑組成，材質輕且具備極強的隔熱性能和極低的導熱率，在高溫火場環(huán)境下，被保護的構件能夠達到5h 以上的耐火極限，燃燒性能為A 級。

2.2 新型輕質復合材料

新型輕質復合材料是指由復合材料加工制成的防火材料，具備良好的防火性能，燃燒性能等級為A 級、B1 級，新型輕質復合材料不僅能夠有效控制火勢蔓延，又能起到保溫隔熱、吸收噪聲等作用，極大地降低火災事故發(fā)生可能性，石膏、阻燃劑、金屬復合板、新型防火板是目前較為常見的新型輕質復合材料。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較輕，占用空間小，再加上極低的導熱率，在實際應用的過程中，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，適合多種領域應用；如在高溫環(huán)境下使用時，即使溫度不斷升高，其熱導率升幅也非常緩慢，同等絕熱效果下，納米微孔絕熱板更加輕薄，阻燃性能達到行業(yè)標準的“A 級”耐火等級。

2.3 硅酸鈣新型防火材料

通過對纖維及硅質材料等進行加工處理，成為A級不燃燒材料，使得該類型材料形成良好的防火性能，并可以將熱源進行有效隔離。在實際應用過程中，由于加工工藝簡單且高效，讓該類型材料可適用于多種場景，充分滿足不同場所的消防需求。

3 防火材料如何在消防工程設計及施工環(huán)節(jié)中有效應用

3.1 噴射防火材料的應用

粒狀棉、噴射纖維類的噴射防火材料，可以滿足復雜的條件下建筑物防火的要求，噴射纖維類材料由一種或多種粘結劑、集料和纖維組成，該材料經低壓空氣流通過管道輸送到噴嘴口，與霧化水混合噴到需要保護的基材上，該工藝稱為干混噴射方式。其主要特點是：物料在管道上的輸送阻力相對較小，可輸送的有效高度高；噴射產品的密度較小，導熱系數(shù)較低。在當前建筑物消防工程中，通過將噴射纖維類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，避免火災發(fā)生。

3.2 新型復合輕質材料的應用

新型復合輕質材料在消防工程設計及施工環(huán)節(jié)中的應用，主要涉及以下4 個方面。

3.2.1 石膏

成本低、可塑性強等是石膏材料明顯的基本特征，因其特性被廣泛應用于不同場景中，可以充分滿足建筑消防工程設計要求。由于石膏能夠凝結成塊狀物，硫酸鈣是該類型材料主要構成元素，進而使得石膏在實際應用中表現(xiàn)出良好的抗燃性，是現(xiàn)階段消防工程設計及施工環(huán)節(jié)中較為常用的防火材料之一。石膏具有較強的水解能力，致使防水性能不佳，當應用石膏材料的部位出現(xiàn)滲水問題，短時間內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計中主要作為吊頂材料使用，能夠有效規(guī)避上述問題的同時，也能更好地保障建筑消防工程質量。

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，在實際中應用時，也不會產生刺鼻的氣味，且對物品、人體也不會造成腐蝕影響，可以滿足多種施工環(huán)境應用需求。ZPY 阻燃液在消防工程設計及施工環(huán)節(jié)應用時，需要結合現(xiàn)場工況，將其與紙張膠合板、木材纖維板等這一類植物纖維物質混合使用，被ZPY 阻燃液處理后的植物纖維物質材料，其阻燃性能不僅能夠得到進一步增強，因具備無毒性，極大地凸顯該類型防火材料實際使用安全性[2]。當火災事故在建筑內部發(fā)生時，植物纖維物質材料被ZPY 阻燃液處理后與火接觸，將會產生碳化現(xiàn)象，有效降低了明火形成的概率，天然纖維阻燃液ZPY 在消防工程設計及施工環(huán)節(jié)有效應用，不僅能夠對火勢蔓延起到控制的作用效果，在一定程度上也能減少火災事故發(fā)生所帶來的危害影響?，F(xiàn)階段應用于消防工程設計及施工環(huán)節(jié)的經ZPY 阻燃液處理后的植物纖維物質，均已達到國家耐火材料檢驗標準，并符合消防工程設計及施工規(guī)定要求，有利于保障消防工程質量。

3.2.3 金屬復合板

夾芯板是現(xiàn)階段建筑消防工程設計中有效控制火勢蔓延的金屬復合板材料，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、低強度的材料作為芯材，不僅能夠起到良好保溫作用，又能增強夾芯板在實際應用中的火災承載力。夾芯板加工有著較高的自動化水平，并可以根據(jù)消防工程設計及施工具體需求，制作成不同類型的金屬復合板，如微穿孔吸聲板；該類型防火材料在鋼結構廠房施工中有著良好的應用效果，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，不燃燒是該類型防火材料鮮明的特征，且具備較為穩(wěn)定的化學特性，主要在消防工程設計中作為建筑的防火板來應用，再加上具有較強的防滲漏與防蟲性能，以及明顯的耐腐蝕性能，有效延長該類型防火材料使用壽命。新型高分子防火材料加工制作便捷，質量輕，滿足批量化生產需求，且成本較低，使得新型高分子防火材料逐漸成為現(xiàn)階段消防工程設計及施工中主要使用的防火材料之一。

以某建筑項目的消防工程為例，將可瓷化高分子復合材料在建筑內部的通風防火系統(tǒng)、吊頂?shù)炔课贿M行合理應用，當火災事故發(fā)生時，可瓷化高分子復合材料在高溫環(huán)境中，可以有效阻隔燃燒，利用自身導熱系數(shù)較低的特性，防止隔熱板受到高溫作用出現(xiàn)燃燒問題，充分發(fā)揮新型復合輕質材料防火性能優(yōu)勢，將火源區(qū)域有效隔離，保障水電站運行安全，再加上新型復合輕質材料與火焰接觸時，不會產生有毒、有害氣味，對人體二次傷害影響較小，同時也為消防救援作業(yè)高效化開展提供了方便[3]。

3.3 無機輕質防火材料的應用

無機輕質防火材料在消防工程設計及施工環(huán)節(jié)中的應用，主要涉及以下4 個方面。

3.3.1 巖棉

基于高溫條件，對天然巖石進行熔融處理，形成一種具有耐高溫性、不可燃性的防火材料，即為巖棉。導熱系數(shù)小是巖棉鮮明的特性，在實際施工中應用該類型防火材料，不僅可以起到隔離高溫的作用，又能控制火焰過度燃燒，主要在消防工程中作為隔熱板表面的防火材料來使用，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，達到有效控制火情進一步發(fā)展目的。建筑內發(fā)生火災事故時，發(fā)揮巖棉防火性能，火情得到有效控制，為人員撤離爭取充足時間。巖棉與火焰接觸時，并不會產生有毒有害的氣體，極大地避免了人員再次受到火災事故發(fā)生造成的二次傷害影響。巖棉外墻防火保溫結構如圖1 所示。

圖1 巖棉外墻防火保溫結構

3.3.2 玻璃棉

玻璃棉除了具備與巖棉相似的特性以外，也具備較強的隔熱性能，將其應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、石英砂等這一類具有耐高溫性的天然礦石通過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，在消防工程設計及施工環(huán)節(jié)中合理應用，利用其保溫功能，保證建筑內部空間溫度具有良好適宜性，同時也能對噪聲污染進行吸收，極大地提高了消防工程質量[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的防火產品，給予了消防工程設計多樣化選擇。

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，具有質量輕特點。經過高溫熔融加工處理后的陶瓷棉，可以實現(xiàn)良好的耐火功能與抗壓強度，使得自身抗火災荷載能力得到進一步提升。由于導熱系數(shù)較小，在實際消防工程施工中應用陶瓷棉，不僅可以將火源區(qū)域進行有效隔離，因其重復使用特性，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)不同場合應用需求，將陶瓷棉在防火芯材中應用，既能隔絕熱源，又能發(fā)揮其良好防火性能，降低火災事故發(fā)生可能性。

3.3.4 硅酸鈣

由于在實際應用中有著良好抗熱性能，使得硅酸鈣成為現(xiàn)階段在消防工程設計及施工中廣泛應用的消防材料；硅酸鈣由硅質材料、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，也具備質量輕特點，在消防工程設計及施工環(huán)節(jié)中合理應用，除了能夠發(fā)揮其防火功能以外，同時具備較強的防潮特性，可以充分滿足部分特殊場所的消防需求，有效延長使用壽命的同時，也極大地提高了消防工程建設水平[5]。

4 結語

綜上所述，防火材料在消防工程設計及施工環(huán)節(jié)中發(fā)揮著極為關鍵性的作用，根據(jù)消防工程設計及施工具體要求，選擇合適的防火材料，不僅有利于進一步提升建筑防火性能，又能有效減少建筑在使用過程中火災事故的發(fā)生，正確且規(guī)范地使用防火材料，最大程度上發(fā)揮防火材料應用優(yōu)勢，充分滿足建筑消防各項要求的同時，也能從根本上保障消防工程質量。