新型防火材料在高層建筑中的應(yīng)用探討

王曉慧

摘要：隨著我國材料技術(shù)的不斷發(fā)展，各類新型防火材料開始走入到人們的生活之中，就目前來看，新型防火材料已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于當(dāng)前的高層消防系統(tǒng)之中，各類新材料的應(yīng)用使得高層消防系統(tǒng)的安全性、可靠性得到了顯著地增強(qiáng)，同時也有效地節(jié)省了相關(guān)的能源，具有良好的經(jīng)濟(jì)性特點(diǎn)，得到了廣泛好評。文章立足于實(shí)際，結(jié)合當(dāng)前高層消防系統(tǒng)中防火材料的使用情況，對我國新型防火材料的應(yīng)用進(jìn)行了探討與分析。

關(guān)鍵詞：防火材料;新型;高層建筑;消防系統(tǒng);應(yīng)用

進(jìn)入21世紀(jì)以來，人們生活水平日益提高，各類城市建筑的規(guī)模、數(shù)量也在不斷增長，高層建筑物已經(jīng)成為當(dāng)前城市建筑的基本類型，隨著建筑技術(shù)的發(fā)展，高層建筑物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、功能性也越來越復(fù)雜，高層建筑物面臨著嚴(yán)峻的消防工作壓力。在目前消防工作體系中，高層建筑物的消防管理是重點(diǎn)工作內(nèi)容之一，各類新型防火材料開始應(yīng)用于高層消防工作，為高層建筑物的安全提供了良好的支持，討論新型防火材料在消防系統(tǒng)中的應(yīng)用對于提升消防工作的開展有著積極的影響。

1? 當(dāng)前消防領(lǐng)域中常用的新型防火材料分析

隨著材料技術(shù)的發(fā)展，新型防火材料已經(jīng)得到充分研發(fā)，在當(dāng)前消防系統(tǒng)中，主要應(yīng)用的新型防火材料主要有四種類型，分別是有機(jī)防火材料、硅酸鈣防火材料、新型復(fù)合輕質(zhì)材料、噴射防火材料[1]。這些材料有著不同的特點(diǎn)，其適用的范圍也不盡相同，其中硅酸鈣新型防火材料的應(yīng)用最為廣泛，幾乎在各個領(lǐng)域中都可以用到;有機(jī)防火材料一般是有酚醛等材質(zhì)組成的，所以該材料一般應(yīng)用于建筑物的墻體以及建筑物頂部設(shè)計中，而新型復(fù)合輕質(zhì)材料是近些年才研發(fā)出的一種材料，在各個行業(yè)中均有涉及。

1.1? 有機(jī)新型防火材料分析

有機(jī)新型防火材料的主要組成成分為酚醛，該物質(zhì)具有良好的阻燃性能，因此在高層建筑物的墻體材料設(shè)計中有著普遍的應(yīng)用，而且該材料還具有發(fā)煙度低的優(yōu)點(diǎn)，其耐熱性和耐高溫的性能都比較卓著，因此，當(dāng)建筑物內(nèi)部發(fā)生火災(zāi)時，酚醛用在滅火的過程中能夠保持原有的形態(tài)，而且從化學(xué)成分的角度來看，酚醛分子結(jié)構(gòu)內(nèi)部具有極高的氧指數(shù)[2]，這就保證了該材料在遇到火災(zāi)時很難發(fā)生燃燒的情況。此外，從目前應(yīng)用現(xiàn)狀來看，酚醛材料具有較高的發(fā)煙性能，所以在建筑物發(fā)生火災(zāi)后只會發(fā)出有限的煙量，這樣就可以有效保障現(xiàn)場人員的生命安全，為人們的逃生提供了時間上的支持。

1.2? 噴射防火材料分析

噴射防火材料是當(dāng)前新型防火材料中的一種組成部分，就我國目前應(yīng)用情況來看，噴射防火材料的使用并不廣泛，它主要是將材料噴射在建筑物的表面而對建筑物進(jìn)行防火保護(hù)的一種新型材料，與傳統(tǒng)的防火材料相比，噴射防火材料具有熱容小、體積小等特點(diǎn)，在應(yīng)用的過程中，該材料自身并不會燃燒，而且還能起到良好的阻燃效果，該材料還具有建筑方面的優(yōu)越性能，可以實(shí)現(xiàn)隔熱、吸收噪音的效果[3]，對于建筑物材料表面遇火情況來說有著更好的應(yīng)用效果，該材料的成本較高，因此在我國目前的高層建筑中應(yīng)用占比較小。

1.3? 硅酸鈣新型防火材料分析

硅酸鈣新型防火材料在我國目前的建筑領(lǐng)域中應(yīng)用十分廣泛，屬于A級不燃材料，還具備很強(qiáng)的隔火、隔熱等物理性能。除此之外，在建筑物中使用硅酸鈣新型防火材料不但能夠起到良好的防火效果，還能夠防水防潮，所以幾乎可以在任何的防火環(huán)境中都有著非常良好的應(yīng)用效果。此外，從經(jīng)濟(jì)成本的角度來看，硅酸鈣新型防火材料在高層建筑物的施工過程中，施工工序相對比較簡單，而且成本較低，且硅酸鈣材料的應(yīng)用并不會給人們的身體健康帶來威脅。同時，硅酸鈣新型防火材料在施工過程中不會受到施工周期的影響，在整個施工中耗費(fèi)的時間較少，所以從整體上來說，硅酸鈣新型防火材料的應(yīng)用是當(dāng)前高層建筑新型防火材料的主要發(fā)展方向。

1.4? 新型輕質(zhì)復(fù)合材料

新型輕質(zhì)復(fù)合材料是近幾年才興起的一類防火材料，主要包含有金屬復(fù)合板材、新型阻燃劑、石膏等材料，其中，石膏也是一種新型的防火材料，其強(qiáng)度較低，而且在外界環(huán)境的影響下，石膏會發(fā)生硬化的現(xiàn)象，使得內(nèi)部的孔隙率變大，從而實(shí)現(xiàn)保溫以及吸收噪音的效果。從物理性質(zhì)上來看，石膏在遇到水之后體積會出現(xiàn)增大的情況，所以，石膏雖然具有良好的防火性能，但是其耐水性卻不佳，因此在當(dāng)前高層建筑物中一般將石膏作為墻體材料來應(yīng)用。阻燃劑的主要成分是ZRY天然纖維阻燃液，具有良好的阻燃性能[4]，阻燃劑的化學(xué)性質(zhì)是無色、無味、無腐蝕性的，在一些易燃物質(zhì)，例如棉麻材料、紙張等物質(zhì)在涂抹阻燃劑后，遇到明火是不會產(chǎn)生燃燒的，所以，將阻燃劑涂抹在建筑物內(nèi)部一些容易發(fā)生燃燒的物體上會起到良好的防火效果。金屬復(fù)合板又被稱為夾芯板，該材料的上下兩面都是由薄金屬板組成，所以從這個特點(diǎn)來看，這種材料的保溫性能相對來說比較好，但是這種材料的生產(chǎn)過程比較繁瑣，一般需要專門自動化的生產(chǎn)線才能夠進(jìn)行生產(chǎn)。從目前應(yīng)用情況來看，金屬復(fù)合板通常是應(yīng)用在一些建筑工地的辦公場所外部以及職工宿舍的外墻建設(shè)中，而且該材料還具有密度低、抗腐蝕性良好、保溫、隔熱、吸收噪音的良好效果，近年來，該材料在高層建筑的消防系統(tǒng)中也開始逐漸應(yīng)用。

2? 新型防火材料在高層消防系統(tǒng)中的應(yīng)用探討

2.1? 有機(jī)防火材料的具體應(yīng)用分析

在傳統(tǒng)有機(jī)防火材料形態(tài)組成中，有機(jī)防火材料都是以粉末狀或者液態(tài)的形式展現(xiàn)出來的，如果在應(yīng)用過程中需要用到液態(tài)的有機(jī)防火材料，那么工作人員還需要配套使用專門的溶劑來使液體有機(jī)防火材料的粘度降低，然后再使用漬料進(jìn)行提前制作，才能保證該材料的正常使用。從制造流程來看，這類有機(jī)防火材料的活性并不高，只有在達(dá)到高溫高壓的情況下才能夠更好地發(fā)揮出具體的效果。所以，傳統(tǒng)的有機(jī)防火材料的應(yīng)用范圍比較狹窄，一般應(yīng)用在電路板的制作、電器元件等精密儀器的使用過程中[5]。而新型有機(jī)防火材料則充分彌補(bǔ)了傳統(tǒng)防火材料的不足，它在應(yīng)用過程中不再需要溶劑來降低粘度，也不再進(jìn)行浸漬的過程，在常溫常壓下就可以正常使用，其使用范圍也大大增加。在目前應(yīng)用中，這種新型有機(jī)材料在遇到火災(zāi)現(xiàn)象時并不會產(chǎn)生煙霧和有毒氣體，為人們的逃生提供了良好的環(huán)境支持，在目前的高層建筑物消防體系之中，該種材料受到了人們的青睞，全面地提升了建筑物內(nèi)居住人群的生命安全。

2.2? 噴射防火材料的應(yīng)用分析

目前，噴射防火材料在我國高層建筑物中的應(yīng)用并不廣泛，該材料主要應(yīng)用在隧道工程以及工業(yè)設(shè)備的相關(guān)零部件中，噴射型防火材料能夠與水進(jìn)行良好融合，尤其是水泥型的噴射防火材料在遇到水后就會變成泥漿，然后再經(jīng)過空氣壓縮噴射到需要保護(hù)的墻體之上。

2.3? 硅酸鈣新型防火材料的應(yīng)用分析

在目前的高層建筑消防系統(tǒng)中，硅酸鈣防火材料的應(yīng)用最為廣泛，該材料兼顧了適用性與經(jīng)濟(jì)性的特點(diǎn)，是當(dāng)前高層建筑物中使用頻率最高的防火材料之一。在目前應(yīng)用中，硅酸鈣防火材料最具有優(yōu)勢的應(yīng)用就是構(gòu)造出風(fēng)道，從而起到良好的防火效果。

利用硅酸鈣防火材料來構(gòu)造風(fēng)道就是利用硅酸鈣防火隔板同時結(jié)合高層建筑物內(nèi)部的土建結(jié)構(gòu)來形成通風(fēng)或者防排煙的管道，而在具體風(fēng)道的構(gòu)建過程中，硅酸鈣新型防火材料具有一定的靈活性，根據(jù)具體的工程建設(shè)需要來進(jìn)行一定的調(diào)整，例如在大型商場購物中心建設(shè)中，其主建筑物的拱頂風(fēng)道送風(fēng)道與排風(fēng)道之間會存在縱向的隔斷隔墻，在具體的消防應(yīng)用過程中需要將該拱頂分隔成三個相對密閉而又獨(dú)立的通道，中間部位設(shè)置成送風(fēng)通道，左右兩邊分別設(shè)置排煙通道。在該結(jié)構(gòu)設(shè)計中，需要使用硅酸鈣防火板來實(shí)現(xiàn)隔斷功能的，該材料的應(yīng)用不但能夠?qū)Ω邔咏ㄖ锲鸬搅己玫姆阑鹦Ч?，還能夠解決拱頂輕型結(jié)構(gòu)的承重問題，此外在一些大型高層寫字樓的消防系統(tǒng)設(shè)計中，還可以使用硅酸鈣防火板來代替磚墻作為通風(fēng)夾墻，這種設(shè)計在具體的應(yīng)用過程中不僅能有效解決通風(fēng)過流斷面不足的問題，還能夠起到良好的消防防火要求。

從目前高層建筑物硅酸鈣防火板的應(yīng)用效果來看，硅酸鈣防火材料的應(yīng)用具有良好的效果，硅酸鈣材料的性能穩(wěn)定安全可靠，不容易受到外界環(huán)境的影響。在具體實(shí)踐過程中，為了全面提升硅酸鈣防火材料的效果，還可以在硅酸鈣防火材料中填充植物纖維，采用當(dāng)前的先進(jìn)工藝使得硅酸鈣防火材料具有更加卓越的性能。此外，在高層建筑物的建設(shè)過程中，使用硅酸鈣材料來作為通風(fēng)夾墻具有很好的效果，與傳統(tǒng)的防火工藝相比，硅酸鈣材料的施工周期相對較短，可以縮短一倍。隨著當(dāng)前建筑行業(yè)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，各類高層建筑、超高層建筑開始出現(xiàn)在人們?nèi)粘；顒又?，而在建筑物超高通風(fēng)防火夾墻以及大跨度水平的通風(fēng)防火吊頂設(shè)計過程中，硅酸鈣防火材料更加具有良好的優(yōu)勢，在應(yīng)用過程中，用硅酸鈣材料不但可以起到良好的防火效果，而且在風(fēng)道的構(gòu)建過程中只需要添加一些輕鋼支撐體系即可，這種設(shè)計方案和設(shè)計理念將傳統(tǒng)建造過程中的構(gòu)造柱設(shè)計以及圈梁的工序設(shè)計節(jié)省下來，具有方便快捷的效果。

從相關(guān)的參數(shù)上來分析，硅酸鈣防火材料應(yīng)用于高層建筑消防系統(tǒng)中不僅能夠起到良好的防火效果，還能展現(xiàn)出良好的絕熱效果。當(dāng)硅酸鈣防火材料受到4h的耐火極限時，其材料厚度控制在124mm之內(nèi)就可以實(shí)現(xiàn)良好的防火效果，且其全部重量也不會超過37kg，從這些參數(shù)上來看，硅酸鈣防火材料的重量相對較輕，其材料厚度也相對較薄，在應(yīng)用過程中為建筑工程節(jié)省了大量的空間。此外，從物理特性來看，硅酸鈣材料的導(dǎo)熱系數(shù)一般在0.23W/（mK），巖棉的導(dǎo)熱系數(shù)更低，所以硅酸鈣防火材料在高層建筑物的絕熱效果十分明顯，應(yīng)用于建筑物內(nèi)部可以有效地防止建筑物拱頂中央送風(fēng)道的冷風(fēng)與兩側(cè)排風(fēng)道的熱排風(fēng)之間氣體相互交叉?zhèn)鲗?dǎo)，這種工作模式以及材料的物理性能也可以起到節(jié)能環(huán)保的效果。

2.4? 新型輕質(zhì)復(fù)合材料的應(yīng)用分析

通過分析可以知道，當(dāng)前新型輕質(zhì)復(fù)合材料主要是由新型阻燃劑、石膏、金屬復(fù)合板等輕質(zhì)材料組成的，這些材料的優(yōu)勢在此也不再贅述，從生產(chǎn)工藝來說，這些防火材料都是在我國當(dāng)前先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)水平下指導(dǎo)生產(chǎn)的，其質(zhì)量以及防火性能是得到業(yè)內(nèi)認(rèn)可的。近些年，這些新型輕質(zhì)復(fù)合材料在高層建筑物中也有了比較廣泛的應(yīng)用，且在未來的發(fā)展過程中，這些輕質(zhì)復(fù)合材料的應(yīng)用將會更加廣泛，尤其是在安裝、組合工序中的應(yīng)用更為便捷，與傳統(tǒng)防火材料相比，新型輕質(zhì)復(fù)合材料在應(yīng)用中可以節(jié)省大量材料，這樣不但簡化了組裝流程，還降低了高層建筑物防火體系構(gòu)建的成本。除此之外，這些新型輕質(zhì)復(fù)合材料還可以應(yīng)用于一些大型的水電之中，尤其是以新型輕質(zhì)復(fù)合材料為主的防火板材的運(yùn)用更為廣泛，這些材料應(yīng)用于地下水電站風(fēng)道間的隔斷不但可以實(shí)現(xiàn)防火效果，還能夠?qū)崿F(xiàn)通風(fēng)的效果，經(jīng)濟(jì)性能十分良好。在水電站的防火設(shè)計中，新型輕質(zhì)復(fù)合材料可以用來代替普通的磚墻，不但能夠起到良好的防火效果，還能夠有效通風(fēng)，既美觀又實(shí)用。所以在未來發(fā)展過程中，高層建筑物的防火系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)當(dāng)從新型輕質(zhì)材料的特點(diǎn)出發(fā)，在某些設(shè)計環(huán)節(jié)以及應(yīng)用環(huán)節(jié)可以將新型輕質(zhì)材料應(yīng)用其中，充分發(fā)揮出新型輕質(zhì)材料的防火效果。

3? 結(jié)語

高層建筑物的普及使得消防防火工作面臨著嚴(yán)峻的形勢，在消防體系的構(gòu)建過程中，防火材料是非常重要的組成方面，從世界角度來看，我國的新型防火材料的應(yīng)用覆蓋率并不是很高，與國外發(fā)達(dá)國家還有著很大的差距，發(fā)展的質(zhì)量呈現(xiàn)出不平衡的特點(diǎn)，但是從另外一個角度來看，我國新型防火材料具有更加廣闊的發(fā)展空間，從當(dāng)前的應(yīng)用情況來看，我國研發(fā)的各類新型防火材料已經(jīng)開始逐漸應(yīng)用于高層建筑的消防工作之中，而且有效地增加了消防系統(tǒng)的安全性和可靠性，為保障人們的生命財產(chǎn)起到了良好的效果，在未來的發(fā)展中，我國對于新型防火材料的研究將會更加深入，新型防火材料必然會與高層建筑物消防體系的建設(shè)結(jié)合更加緊密。

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Discussion on the application

of new fireproof materials in high-rise buildings

Wang Xiaohui

Fire and Rescue Section of Changqing District，Jinan

Abstract：With the continuous development of material technology in China， all kinds of new fireproof materials began to come into people's lives. New fireproof materials have been widely used in the current high-rise firefighting system， the application of various new materials make the high-rise firefighting system safer and more reliable， with good economic characteristics it has been widely praised. Based on the actual situation， this paper discusses and analyzes the application of new fire prevention materials in China， combining the current use of fire prevention materials in high-rise fire protection systems.

Keywords：fireproof material; new type; high-rise building; fire protection system; application