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发布时间:2020-02-17 13:24:37 阅读: 来源:疏水阀厂家

建筑装饰材料与防火

中国建筑科学院建筑防火研究所所长、中国建筑学会建筑防火研究会秘书长 研究员 李引擎 火灾中的一切物理、化学现象均缘于燃烧,它所涉及的燃烧学是一门介于物理学和化学之间的科学。我们所定义的燃烧实际上就是一种活跃的氧化作用。除了某些非常特殊的材料外,燃烧必须具备三个条件:1可燃物体的存在;2助燃剂氧的存在;3热能量的交换。一、内装修与火灾特点 建筑物本身是不会发生火灾的,一般火灾都是人的因素引发的。人为的使用不慎,疏忽或故意纵火,是引发建筑火灾的主要原因。从过去的建筑火灾的统计资料可知,由于微小火源而造成严重伤亡及损失的案例,为数极为可观。为进一步防止因微小火源酿成大祸,除了微小火源出现的频率外,加强内装修材料的防火性是非常重要的一环。 目前在建筑装修中使用的大部分装修材料都是对火十分敏感的普通材料,而绝大多数建筑火灾都是由室内装修材料开始扩大蔓延的。因此室内装修材料的耐燃性已成为火灾是否会造成严重人员伤亡或财物损失的主要原因之一。 试验表明,可燃性的建筑装修材料在较低的辐射值作用下就会燃烧,而耐燃性的材料则在较高的热量下才会燃烧。另外,可燃性材料一旦受高温即容易释放大量的浓烟和有毒气体,造成人员伤亡,阻碍正常的疏散和外部救援。我国某市百货商场火灾之所以造成80人死亡,主要就是可燃装修材料使用不当所致。室内装修材料对火灾的影响有以下几个主要方面的特点。 1.影响火灾起火至爆燃的速度; 2.通过材料表面使火焰进一步传播; 3.加大了火灾荷载,助长了火灾的热强度; 4.产生浓烟及有毒气体,造成人员伤亡。 鉴于建筑内部装修材料是十分重要的火灾引发体,为了避免室内空间火势的迅速发展,影响人员的撤离和消防灭火,所以必须考虑装修材料的防火性能。 燃烧是一种活跃的热变过程。火灾中的可燃物在剧烈的燃烧过程中可释放出大量的毒性气体并成为火灾人员伤亡的第一原因。英法等国学者的研究统计证明,火灾中死亡人数中的70-80%是烟气中毒所致。 在任何情况下,只要在材料中含有可燃成份,就有可能在火的作用下释放出烟尘和毒性气体。 毒气效应通常又被叫做吸人效应。这种效应是随产品的性质,人体暴露时间,毒气浓度等变化的。这种效应可以使人受到刺激,嗅觉不舒服,丧失行动能力,模糊视线,损伤肺组织和抑制呼吸而死亡。另外,火灾毒气可以使人的行为发生错乱,如CO可使人出现欣快效应,缺氧则使人会做出无理性的行动。 实际火灾中的毒性危害应为综合作用危害,只是各种因素对人体作用强度不同而已。由于毒性危害对人体产生不同的反应,因此有必要对主要毒性成份进行分别讨论。 火灾燃烧产生大量的微粒烟尘,人大量呼吸这些烟尘后会直接引起呼吸道的机械阻塞,并致使肺的有效呼吸面积减少而表现出呼吸困难甚至窒息死亡。 A一氧化碳的危害 一氧化碳是火灾中致人于死亡的主要原因,CO通过肺被血液吸收,由于血红蛋白对CO的亲合力可大于对O2的亲合力200倍,从而使血液中O2含量降低致使供氧不足。当空气中CO量达到13000ppm时,人只需呼吸2-3次,就会失去知觉,并会在l3min内死亡。 B氰化氢HCN的危害 HCN是一种毒性作用极快的气性,它可使人体缺氧即人体中酶的生成受到抑制,正常的细胞代谢受到阻止。当人体血液中每毫升血含氰化物一微克,就足以显示出氰化物的巨大毒性,当血液中氰化物达到3mg/ml以上时,可致人于死亡。 C二氧化碳的危害 二氧化碳是火灾空间最普遍存在的气体,尤其是在氧气供应良好的场合。它可以刺激人的呼吸,如3%的浓度就会迫使肺部加倍换气。 D刺激性气体的危害 火灾中产生的刺激性气体和蒸汽可对人的眼及呼吸道产生危害作用。典型的刺激性气体有氯化氢、二氧化硫、氨气等。这些气体通过化学作用刺激呼吸系统和肺,使呼吸速度明显地加快并严重地损坏肺部的正常功能。 从总体上看,可将所有的燃烧毒气归纳为三大类,即划分为:单纯窒息性气体;化学窒息性气体;刺激性气体。这三类气体的内含和危害作用。 所谓火灾燃烧毒性的研究,就是对有机建材在燃烧或热分解情况下产生的烟尘和气体的成份与作用进行定量、定性的了解。二、建筑装修材料的防火分类和分级 从防火角度看,材料可分成防火材料和一般材料两大类。所谓一般材料是指没有任何防火特性的普通材料,它们在火灾中极易被点燃烧毁。防火材料则因材质不同而多少总是具有一定的防火性。根据防火材料对火反应的程度,又可进一步将它们细分为: 1.不燃材料:它们在火中不会燃烧,大部分不会产生塑料形变,不会释放出有害的烟和气体。它们具有最好的防火性能。 2.准不燃材料:仅次于不燃材料的一种具有很好的防火性能的材料。它侗在火中几乎不会燃烧,只有很少量的烟和气体产生。它们一般不会出现高温塑变和融溶。 3.难燃材料:指不容易被点燃和产生持续燃烧的材料。在火灾初期,它们的燃烧量较小,会出现一些烟和气体,但不会很大影响人员的避难逃生。 4.可燃材料:在燃烧时发生的烟和气体较多,材料会出现部分融溶现象。但只要适当限制它们的使用面积,则它们产生的危害是有限度的。 5.易燃材料:它们极易被点燃,并且燃烧速度十分快,可释放出大量的浓烟和有毒气体,它们产生的危害是很大的。 为了便于对材料的燃烧性能进行测试和分级,安全合理地根据建筑的规模、用途、场所、部位等规定去选用装修材料是比较科学、合理的。现行国家标准建筑内部装修设计防火规范GB50222-95规定,装修材料按其使用部位和功能,可划分为:顶棚装修材料,墙面装修材料,地面装修材料,隔断装修材料,固定家具,装饰织物,其它装饰材料七类。其中所谓装饰织物系指窗帘、帷幕、床罩、家具包布等;而其它装饰材料系指楼梯扶手、挂镜线、踢脚板、窗帘盒、暖气罩等。并将建筑内部装修材料按其燃烧性能划分为4级,如表2所示。装修材料燃烧性能等级表2等级 装修材料燃烧性能A 不燃性B1 难燃性B2 可燃性B3 易燃性三、建筑装饰材料防火性的发展 建筑设计是建立在各种建筑材料应用基础之上的,它们决定了建筑本身的质量和空间环境的好坏。目前传统的建筑材料已越来越无法适应可持续发展的目标。与传统的建材生产方式相比,现代建材业是科技含量较高的新兴产业。从总的发展方向看,新世纪的建材将会越来越实现几个统一:结构承重性能与装饰美观性能相统一;轻的质量与高的强度相统一;保温节能功能与防火耐高温性能相统一;重点专用性和广泛通用性相统一;一次生产与再生成型相统一。 总之高质量的建筑必须由高品质的建筑材料来确保。所谓高品质建材是由下列参数所定义的: ●具有复合性、可增强的纤维材料; ●高强度、高韧性、高延展性; ●抗磨损,耐腐蚀,耐久性强; ●产品生产成本与建筑使用周期成本比效益好; ●具有较强的抵御自然灾害和火灾的能力; ●便于生产、使用与安装; ●可再生循环、可自然降解 ●具有公认的美观效果; ●对环境的变化可敏感调节性能; ●可.9适应、自补偿、自组装; ●现场易成型和改型性。 1.防火涂料 为了改变可燃基材的对火反应特性,在其表面施涂一层饰面型防火涂料,是一种通用的防火作法。饰面型防火涂料具有防火和装饰两种功能。其防火机理是: a.隔绝可燃基材与空气的接触;b.释放惰性气体抑制燃烧;c.膨胀形成碳质泡沫隔热层。我国防火涂料的生产历史已有20年,全国有130多个生产厂家,从总体看,技术水平与国外差距不大。但从发展的角度看,饰面型防火涂料主要要解决两个问题: A耐久性问题 国产防火涂料选用的成膜剂大多为丙烯酸乳液、过氧乙烯树脂、氨基树脂等,这些成膜剂与防火组份构成防火涂料后导致防火涂料防火性能耐久性差。为此当务之急是从防火机理上弄清影响耐久性的主要因素并解决饰面涂料防火性能衰减较快的问题。 B装饰性问题 现在的饰面型防火涂料涂层较薄且具有一定装饰效果,但从室内装修的角度看,其装饰性有较大的距离。鉴于该类涂料主要施涂在木材和家具上,所以从根本上讲,是要解决防火涂料透明化的问题。 2.阻燃剂 所谓阻燃,即是推迟;延缓甚至完全消除火灾事故的发生,从而保护生命与财产的安全。从热化学物理角度来看,阻燃过程是通过消除或降低可得到的氧气量,控制可燃材料热降解途径,降低热释放速率,增加体系热容量等方法以推迟体系温度升高,延缓或避免火灾的发生。 阻燃剂就是一种专门为实现上述功能而混入不同材料中的专用防火产品。阻燃剂通常施用的材料有: A织物 纺织品由于其自身结构疏松且多以垂直方式使用,因此一旦着火则迅速蔓延,是火灾的一大隐患。在纺织品中,涤棉混纺织物占有极其重要的地位,对其进行阻燃整理的研究迫在眉睫。但是由于涤棉织物的特殊结构使它成为最不易阻燃整理的织物之一。 用于涤/棉及其他混纺织物的阻燃剂目前大致有以下两大类: 1无机类阻燃剂 采用含磷、氮、卤素元素的无机盐配成水溶液,对织物进行浸、轧、喷、涂等工艺处理。干燥后即可得到阻燃织物。其优点是阻燃处理工艺简单、阻燃效果好、价格便宜,可用于不要求耐洗的场合。 2有机阻燃剂 多采用磷酸酯类、卤代烃类或其他含磷有机物。由于有机物不同于无机物,其特点是耐水洗性好、手感好、耐久性优良。 织物阻燃需解决的几大问题是阻燃后的物件不出现返卤、手感好且耐多次洗涤等。 B塑料 塑料材料尤其是泡沫塑料易燃、燃烧迅猛、烟气浓厚且很难扑救,因此对它们进行阻燃处理是世界通用的一种做法。阻燃方式有三种: 1添加法。在生产原料中加入含磷、氯、溴、锑、铝、硼、氮等阻燃元素的添加型阻燃剂,制得具有阻燃性能的塑料。 2反应型阻燃法。在生产原料中加入含阻燃元素的多羟基化合物之类的反应型阻燃剂,从而获得阻燃性能。 3浸渍法。将已成型的塑料软泡在阻燃剂溶液中浸渍后,加热烘干即可制的阻燃塑料软泡。目前国内塑料阻燃水平不断提高,正在由“自熄型”向:“难燃性”迈进。鉴于卤素阻燃剂会增大发烟量和产生燃烧毒气,所以阻燃剂应向低毒、无卤方向发展。 C木材 木材资源具有可再生和可自然降解的属性,环境协调性最好,未来的人类活动将越来越多地倚重于象木材这样的可再生资源。木材是用途最广、最具美感的建筑材料之一,它质轻、强度高、易于加工、耗能低,可设计成各式各样的建筑风格和形式,而且有无穷的变化,是其他建筑材料无法相比的,因此木材是健康材料、生态材料。随着社会的进步以及生活水平的提高,木材以其天然材料所特有的优势及自然、美丽的外观在建筑内装修中的应用越来越广泛。 但木材的耐燃性较差,所以常通过阻燃的办法改变其燃烧特性。 经过阻燃浸渍处理后,火灾时木材内部温度大幅度下降,其原因是:一是木材的燃烧炭化速度减慢,系统外热源对木材内部的辐射和对流热传导被推迟;二是木材自身燃烧释放的热量降低,降低了对燃烧炭化区相邻位置的热作用。 阻燃处理木材的难燃性与阻燃剂的吸收量及木材的载药量密切相关,载药量越高,则难燃性越好,但是,载药量太高,则可能产生一系列问题,如影响木材的强度、胶合性、可油漆性、装饰性等等。因此,好的难燃木材不仅赋予木材更多的功能如难燃性能、耐腐性能、抗白蚁性能,而且不能降低木材原有的优良性能如强度、释烟、吸湿性、胶合性、油漆性等,更不能增加额外的负面性能如毒性、腐蚀性等。就阻燃木材或阻燃木制品而言,目前已出现了阻燃胶合板、阻燃刨花板、阻燃中纤维板等产品。应全面的评估阻燃木材产品的有效性、使用条件限制条件、安全性等。 但在选用阻燃剂时,除考虑阻燃效果外,还应考虑对木材的渗透性、附着力、耐腐蚀、抗流失,对木材的机械性能无影响,对人体无毒害,来源丰富,价格低廉等因素。在研制配方时,则还需考虑溶解性、酸碱度、返潮性、对金属的腐蚀性、对粘合和油漆的影响、烟气毒性、烟密度等级等指标。 3.无机板材 无机板材因其所具有的特殊防火特性,而被广泛地应用于建筑装修工程中。 为了使板材在火灾或高温下能保持一定的强度和结构完整性,选用的胶结材料应当是能在高温下转化为耐高温的胶结材料或能被烧结的材料,如铝酸盐水泥和其它添加了粘土等矿物质的胶结材料,为避免材料的炸裂和产生裂缝,宜选择高温分解产生水分或其他气体较少的材料。 无机装饰板具有性能稳定、耐候性好、可任意切割组装、安装简便、制成异型件等优点。在装修工程中它即可做墙面装饰板,也可包裹各种管道、设施。 从发展的角度看,无机防火保护板除必须具有突出的防火保护功能外,还应具有良好的物理力学性能。作为一种新型的功能材料,应向着轻质高强的方向发展。 4.防火玻璃 防火玻璃是一种专用玻璃,是一种新型的透明且具防火功能的装饰材料。它可广泛用于高级宾馆、饭店、机场、体育馆、图书馆、计算机房等现代公共建筑中,它主要用于制作防火门、窗和隔墙。 防火玻璃分单层和多层。多层防火玻璃是由两层或两层以上的透明平板玻璃用防火胶粘剂经特殊工艺方法粘接在一起而制成的一种夹层玻璃。平时,它和普通玻璃一样是透明的,因此具有良好的采光性。当火灾初起,防火玻璃的增高夹层开始发泡膨胀,逐渐变成不透明的多孔物质,即形成厚厚的防火隔热层,从而可以切断火源、阻止火势蔓延。该产品抗冲击强度优于普通玻璃,适应环境温度范围宽,性能稳定性好。另外,由于该产品可制成透明、茶色、压花磨砂图案等多种花色品种,因而具有尽如人意的装饰性。 但该产品不能象普通平板玻璃那样用玻璃刀切割,必须定尺加工。 单层防火玻璃相对于多层而言,具有通透性更好、安装轻便,可切割等优点。现国产的单层防火玻璃已包括:幕墙系统,防烟分区系统,防火隔断系统,门窗系统,防火防滑地板系统等。可以预见有更好的公共建筑将采用防火玻璃的装修形式。 5.防火门 防火门主要用于阻止火势大规模蔓延的分隔。 防火门按材质分为钢质防火门、木质防火门和无机防火门。由于钢质防火门和木质防火门采用材质不同,生产工艺也不一样,生产中应该注意的问题和要求的标准就不相同。对木质防火门而言,特别要注意的是木材的阻燃处理。 从发展的角度看,防火门要着重解决:隔热填充料、缝隙密封、五金附件、装饰美观等问题。木质防火门比钢制门具有更大的使用空间。 6.灯具隔热罩 灯具过热导致装修材料起火的现象很多,所以作为一种新型的防火措施:灯具隔热罩应运而生。该罩用专门的耐高温隔热材料制成,并安装于吊顶中将灯具与周围的装修材料分隔开。隔热罩采用的纤维布除了耐高温外,还必须强度高、耐磨、抗刮、抗冲击。为了保证吊顶的装修效果,尚应很好地解决灯具与隔热罩之间的构造连接问题。 7.装饰涂料 为满足人们更多的希望与梦想,装修涂料应具自然感、亲手制作感、高级感、安全感。很多涂料都使用了不同的化学制成品,其发展方向应是以溶剂为首的特殊合成树脂、机能型合成的树脂类,以及其它的无机、有机复合化产品。尤其运用陶瓷技术开发出来的“超低污染涂料和干式化施工涂料”将会是涂料业的革命性突破。 我们生活在色彩魔斓的装修材料之中,我们享受着它们带来的舒适与浪漫;我们同样企盼它们给予人类永久的安全。

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