建筑內(nèi)部防火阻燃材料的具體性能及其應(yīng)用分析

左 銘

伴隨城市化進(jìn)程不斷加速，我國已經(jīng)成為世界上高層建筑數(shù)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(zāi)事故。2022 年高層建筑火災(zāi)事故數(shù)量已經(jīng)突破1.7 萬起，增長趨勢迅猛，我國對高層建筑火災(zāi)事故的關(guān)注力度也不斷提升[1]。2023 年3 月20 日，國務(wù)院安全生產(chǎn)委員會辦公室發(fā)布的《國務(wù)院安委會辦公室關(guān)于開展高層建筑重大火災(zāi)風(fēng)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(zāi)風(fēng)險分級管控和隱患排查治理雙重預(yù)防機(jī)制，堅決防范遏制群死群傷重特大火災(zāi)事故。

防火阻燃材料在高層建筑中的應(yīng)用可以有效遏制火災(zāi)的發(fā)生與蔓延，因此受到了大力關(guān)注[2]。鑒于此，本研究在認(rèn)真貫徹落實(shí)習(xí)近平總書記關(guān)于安全生產(chǎn)和加強(qiáng)城市消防安全工作的重要指示精神基礎(chǔ)上，深入分析了建筑內(nèi)部防火阻燃材料的具體性能及其應(yīng)用方案。

1 建筑內(nèi)部防火阻燃材料應(yīng)用的重要性

伴隨社會的發(fā)展，傳統(tǒng)單一的設(shè)計模式已然無法滿足現(xiàn)代建筑發(fā)展的需求，設(shè)計人員紛紛探索“性能化設(shè)計”，以滿足現(xiàn)代建筑的多元化需求，其中防火性能化設(shè)計便因?yàn)楦邔咏ㄖ阑鹗鹿实念l繁發(fā)生而尤為受到重視。

消防安全是建筑項目施工的一大要點(diǎn)，也是保障建筑內(nèi)居民人身與財產(chǎn)安全的基本要求。在實(shí)際建筑設(shè)計中，必須高度重視消防安全，嚴(yán)格按照建筑防火等級及其設(shè)計規(guī)范，進(jìn)行建筑防火性能化設(shè)計，其中一項非常關(guān)鍵的內(nèi)容在于防火阻燃材料的選擇。以性能優(yōu)越的防火阻燃材料代替建筑設(shè)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(zāi)事故的影響。

防火阻燃材料的應(yīng)用可以有效減緩火災(zāi)對建筑結(jié)構(gòu)的破壞速度，延緩火災(zāi)蔓延至主要結(jié)構(gòu)部件的時間，有助于保護(hù)建筑的結(jié)構(gòu)完整性和穩(wěn)定性，降低建筑在火災(zāi)中倒塌的風(fēng)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(jié)構(gòu)和化學(xué)特性使其在火災(zāi)中能夠持久抵抗火焰和高溫，減緩火勢發(fā)展速度，提供更多的時間進(jìn)行救援和滅火行動。防火阻燃材料還可有效地降低火災(zāi)發(fā)生時火勢的蔓延速度和火災(zāi)擴(kuò)散范圍，為建筑內(nèi)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(guān)重要，同時可以減少火災(zāi)造成的人員傷亡和生命財產(chǎn)損失。

2 防火阻燃材料的具體性能

2.1 高強(qiáng)度復(fù)合防火板

在國內(nèi)普遍應(yīng)用的防火阻燃材料中，高強(qiáng)度復(fù)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(yōu)勢[3]。此類防火板材通常為不均質(zhì)夾芯結(jié)構(gòu)，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(jìn)行特殊調(diào)凝，從而避免主成分在有氧氣的環(huán)境下出現(xiàn)反鹵現(xiàn)象。夾芯結(jié)構(gòu)多選擇輕質(zhì)、耐火骨料，以提升高強(qiáng)度復(fù)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(shè)一層耐火纖維網(wǎng)格布，進(jìn)一步提升夾芯結(jié)構(gòu)的耐火性能。一旦建筑內(nèi)部出現(xiàn)火災(zāi)以后，高強(qiáng)度復(fù)合防火板可以在1200 ℃高溫環(huán)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?yàn)椴牧蠟闊o機(jī)材料，在高溫火煅燒下高強(qiáng)度復(fù)合防火板無煙無毒，具有良好的綠色環(huán)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(jié)構(gòu)上進(jìn)行了特殊處理，一般是對木段進(jìn)行旋轉(zhuǎn)切割形成單板，然后對單板做阻燃處理，再用膠粘劑進(jìn)行膠合黏結(jié)，形成三層及以上奇數(shù)層的板狀材料，可以有效提高整體的阻燃性能。以目前應(yīng)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(qiáng)度大等優(yōu)勢，其阻燃性能非常優(yōu)越，且甲醛釋放量可達(dá)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(dá)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(zhì)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(fā)氣劑、調(diào)節(jié)劑和氣泡穩(wěn)定劑，之后對其進(jìn)行充分?jǐn)嚢韬?，?jīng)過蒸壓養(yǎng)護(hù)、發(fā)氣膨脹等一系列工序最終定型而成。與傳統(tǒng)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(nèi)部往往存在大量獨(dú)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(fā)泡橡塑保溫材料

發(fā)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(jīng)過特殊發(fā)泡處理，使其可以用于建筑內(nèi)部的冷熱介質(zhì)容器或?qū)Ч?。發(fā)泡橡塑保溫材料不含有率氟化物，可滿足ISO 14000國際環(huán)保認(rèn)證要求，且采用的橡膠為高品質(zhì)保溫節(jié)能材料，具有非常低的熱傳導(dǎo)系數(shù)，可以充分發(fā)揮出對熱介質(zhì)的隔絕效果。再加之發(fā)泡橡塑保溫材料為閉泡式結(jié)構(gòu)，制備過程中采用了精控微發(fā)泡技術(shù)，有效提高了材料的泡孔閉泡率與均勻性，進(jìn)一步提升了產(chǎn)品的導(dǎo)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(gòu)成內(nèi)置防水汽層，即使發(fā)泡橡塑保溫材料出現(xiàn)外部劃傷，也不會導(dǎo)致其整體隔汽性下降，具體性能指標(biāo)，如表1 所示。

表1 發(fā)泡橡塑保溫材料性能指標(biāo)

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(huán)保性較好，適合室內(nèi)使用。溶劑型防火涂料則適合室外使用，具有耐候性較強(qiáng)的特點(diǎn)。不同類型的防火涂料采用不同的基礎(chǔ)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(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑材料燃燒性能分級》（GB 8624—2012）中的規(guī)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(yōu)，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(zāi)風(fēng)險。

防火涂料的應(yīng)用可有效阻止火勢的擴(kuò)散，建筑內(nèi)部涂刷防火涂料可以形成保護(hù)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(shù)。防火涂料耐候性強(qiáng)、經(jīng)久耐用，不會因溫度變化、紫外線等因素導(dǎo)致品質(zhì)下降，且防火涂料施工簡便，可采用噴涂、刷涂等方式進(jìn)行涂裝，適用于不同材質(zhì)和形狀的物體表面。需要注意的是，防火涂料施工時應(yīng)嚴(yán)格按照產(chǎn)品說明書和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，確保涂料施工質(zhì)量。同時，使用防火涂料不應(yīng)替代其他建筑材料的防火措施，而應(yīng)作為加強(qiáng)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(wěn)定性，有效地防止火災(zāi)蔓延，達(dá)到防火控?zé)煹男Ч?。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(tǒng)組成。防火玻璃中的隔離材料主要為無機(jī)纖維、膠體或亞克力等。隔離夾層材料的應(yīng)用通常取決于要求的防火級別、保溫性能、透明度和強(qiáng)度等因素。根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)，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(yīng)用要求。防火玻璃廣泛應(yīng)用于建筑和工業(yè)領(lǐng)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(zāi)蔓延并為逃生提供時間。在工業(yè)領(lǐng)域，防火玻璃用于爐窗、高溫爐體和化學(xué)實(shí)驗(yàn)室等位置，以保護(hù)人員和設(shè)備免受火災(zāi)的危險。防火玻璃與傳統(tǒng)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(yīng)各種建筑設(shè)計風(fēng)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(yīng)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(diào)查與技術(shù)分析應(yīng)用工作。

3 建筑內(nèi)部防火阻燃材料的工程應(yīng)用

3.1 工程概況

本工程為某地信息化數(shù)據(jù)中心內(nèi)部裝修與防火阻燃材料應(yīng)用，考慮到建筑內(nèi)部空間的應(yīng)用性，對內(nèi)部防火性提出了較高的要求，根據(jù)建筑用途設(shè)計要求，該建筑工程內(nèi)部的防火等級為丙類。

3.2 工程要求與材料應(yīng)用

本工程建筑內(nèi)部的防火阻燃材料的應(yīng)用按照《建筑內(nèi)部裝修設(shè)計防火規(guī)范》（GB 50222—2017）進(jìn)行設(shè)計，不同建筑內(nèi)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(nèi)部各部分的裝修材料燃燒性能差異明顯，建筑物機(jī)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(jù)建筑材料性能進(jìn)行具體劃分。

根據(jù)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(qiáng)。考慮到本工程的建筑空間用途，建筑內(nèi)部無窗房間可使用A 級阻燃材料以滿足設(shè)計要求。其中，在建筑地上安全出口與頂棚、地面與墻面等應(yīng)使用高級別的燃燒性能材料，提高內(nèi)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(shí)際要求，在滿足建筑內(nèi)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(jī)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(fēng)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(nèi)保溫材料可選擇使用玻璃纖維、巖棉和無機(jī)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(zhì)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(huán)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(shù)據(jù)中心工程建筑內(nèi)部防火阻燃材料應(yīng)用中，需要根據(jù)建筑內(nèi)部用途進(jìn)行效仿改造，以滿足防火阻燃材料的應(yīng)用要求。信息化數(shù)據(jù)中心應(yīng)滿足基本的隔音要求，在此基礎(chǔ)上需要使用阻燃材料對設(shè)備運(yùn)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(shù)據(jù)中心建筑內(nèi)部防火阻燃材料的使用情況如表2 所示。

表2 信息化數(shù)據(jù)中心建筑內(nèi)部防火阻燃材料選擇使用情況

4 結(jié)語

綜上所述，建筑內(nèi)部防火阻燃材料的選擇與應(yīng)用，要對相關(guān)材料的基本性能與應(yīng)用方向進(jìn)行全面了解，在綜合建筑內(nèi)部空間用途基礎(chǔ)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(nèi)部火災(zāi)發(fā)生率，避免因建筑火災(zāi)事故的發(fā)生造成經(jīng)濟(jì)財產(chǎn)損失與人員傷亡，通過有效的建筑防火阻燃材料選擇與應(yīng)用，提高建筑防火效果。