新型防火材料在高層建筑中的應用探討

王曉慧

摘要：隨著我國材料技術的不斷發展，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，新型防火材料已經廣泛地應用于當前的高層消防系統之中，各類新材料的應用使得高層消防系統的安全性、可靠性得到了顯著地增強，同時也有效地節省了相關的能源，具有良好的經濟性特點，得到了廣泛好評。文章立足于實際，結合當前高層消防系統中防火材料的使用情況，對我國新型防火材料的應用進行了探討與分析。

關鍵詞：防火材料;新型;高層建筑;消防系統;應用

進入21世紀以來，人們生活水平日益提高，各類城市建筑的規模、數量也在不斷增長，高層建筑物已經成為當前城市建筑的基本類型，隨著建筑技術的發展，高層建筑物的內部結構、功能性也越來越復雜，高層建筑物面臨著嚴峻的消防工作壓力。在目前消防工作體系中，高層建筑物的消防管理是重點工作內容之一，各類新型防火材料開始應用于高層消防工作，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中的應用對于提升消防工作的開展有著積極的影響。

1? 當前消防領域中常用的新型防火材料分析

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

1.1? 有機新型防火材料分析

有機新型防火材料的主要組成成分為酚醛，該物質具有良好的阻燃性能，因此在高層建筑物的墻體材料設計中有著普遍的應用，而且該材料還具有發煙度低的優點，其耐熱性和耐高溫的性能都比較卓著，因此，當建筑物內部發生火災時，酚醛用在滅火的過程中能夠保持原有的形態，而且從化學成分的角度來看，酚醛分子結構內部具有極高的氧指數[2]，這就保證了該材料在遇到火災時很難發生燃燒的情況。此外，從目前應用現狀來看，酚醛材料具有較高的發煙性能，所以在建筑物發生火災后只會發出有限的煙量，這樣就可以有效保障現場人員的生命安全，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

噴射防火材料是當前新型防火材料中的一種組成部分，就我國目前應用情況來看，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行防火保護的一種新型材料，與傳統的防火材料相比，噴射防火材料具有熱容小、體積小等特點，在應用的過程中，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越性能，可以實現隔熱、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域中應用十分廣泛，屬于A級不燃材料，還具備很強的隔火、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境中都有著非常良好的應用效果。此外，從經濟成本的角度來看，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，在整個施工中耗費的時間較少，所以從整體上來說，硅酸鈣新型防火材料的應用是當前高層建筑新型防火材料的主要發展方向。

1.4? 新型輕質復合材料

新型輕質復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，其強度較低，而且在外界環境的影響下，石膏會發生硬化的現象，使得內部的孔隙率變大，從而實現保溫以及吸收噪音的效果。從物理性質上來看，石膏在遇到水之后體積會出現增大的情況，所以，石膏雖然具有良好的防火性能，但是其耐水性卻不佳，因此在當前高層建筑物中一般將石膏作為墻體材料來應用。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]，阻燃劑的化學性質是無色、無味、無腐蝕性的，在一些易燃物質，例如棉麻材料、紙張等物質在涂抹阻燃劑后，遇到明火是不會產生燃燒的，所以，將阻燃劑涂抹在建筑物內部一些容易發生燃燒的物體上會起到良好的防火效果。金屬復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過程比較繁瑣，一般需要專門自動化的生產線才能夠進行生產。從目前應用情況來看，金屬復合板通常是應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中也開始逐漸應用。

2? 新型防火材料在高層消防系統中的應用探討

2.1? 有機防火材料的具體應用分析

在傳統有機防火材料形態組成中，有機防火材料都是以粉末狀或者液態的形式展現出來的，如果在應用過程中需要用到液態的有機防火材料，那么工作人員還需要配套使用專門的溶劑來使液體有機防火材料的粘度降低，然后再使用漬料進行提前制作，才能保證該材料的正常使用。從制造流程來看，這類有機防火材料的活性并不高，只有在達到高溫高壓的情況下才能夠更好地發揮出具體的效果。所以，傳統的有機防火材料的應用范圍比較狹窄，一般應用在電路板的制作、電器元件等精密儀器的使用過程中[5]。而新型有機防火材料則充分彌補了傳統防火材料的不足，它在應用過程中不再需要溶劑來降低粘度，也不再進行浸漬的過程，在常溫常壓下就可以正常使用，其使用范圍也大大增加。在目前應用中，這種新型有機材料在遇到火災現象時并不會產生煙霧和有毒氣體，為人們的逃生提供了良好的環境支持，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居住人群的生命安全。

2.2? 噴射防火材料的應用分析

目前，噴射防火材料在我國高層建筑物中的應用并不廣泛，該材料主要應用在隧道工程以及工業設備的相關零部件中，噴射型防火材料能夠與水進行良好融合，尤其是水泥型的噴射防火材料在遇到水后就會變成泥漿，然后再經過空氣壓縮噴射到需要保護的墻體之上。

2.3? 硅酸鈣新型防火材料的應用分析

在目前的高層建筑消防系統中，硅酸鈣防火材料的應用最為廣泛，該材料兼顧了適用性與經濟性的特點，是當前高層建筑物中使用頻率最高的防火材料之一。在目前應用中，硅酸鈣防火材料最具有優勢的應用就是構造出風道，從而起到良好的防火效果。

利用硅酸鈣防火材料來構造風道就是利用硅酸鈣防火隔板同時結合高層建筑物內部的土建結構來形成通風或者防排煙的管道，而在具體風道的構建過程中，硅酸鈣新型防火材料具有一定的靈活性，根據具體的工程建設需要來進行一定的調整，例如在大型商場購物中心建設中，其主建筑物的拱頂風道送風道與排風道之間會存在縱向的隔斷隔墻，在具體的消防應用過程中需要將該拱頂分隔成三個相對密閉而又獨立的通道，中間部位設置成送風通道，左右兩邊分別設置排煙通道。在該結構設計中，需要使用硅酸鈣防火板來實現隔斷功能的，該材料的應用不但能夠對高層建筑物起到良好的防火效果，還能夠解決拱頂輕型結構的承重問題，此外在一些大型高層寫字樓的消防系統設計中，還可以使用硅酸鈣防火板來代替磚墻作為通風夾墻，這種設計在具體的應用過程中不僅能有效解決通風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用效果來看，硅酸鈣防火材料的應用具有良好的效果，硅酸鈣材料的性能穩定安全可靠，不容易受到外界環境的影響。在具體實踐過程中，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，采用當前的先進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過程中，使用硅酸鈣材料來作為通風夾墻具有很好的效果，與傳統的防火工藝相比，硅酸鈣材料的施工周期相對較短，可以縮短一倍。隨著當前建筑行業的不斷進步與發展，各類高層建筑、超高層建筑開始出現在人們日?；顒又校诮ㄖ锍咄L防火夾墻以及大跨度水平的通風防火吊頂設計過程中，硅酸鈣防火材料更加具有良好的優勢，在應用過程中，用硅酸鈣材料不但可以起到良好的防火效果，而且在風道的構建過程中只需要添加一些輕鋼支撐體系即可，這種設計方案和設計理念將傳統建造過程中的構造柱設計以及圈梁的工序設計節省下來，具有方便快捷的效果。

從相關的參數上來分析，硅酸鈣防火材料應用于高層建筑消防系統中不僅能夠起到良好的防火效果，還能展現出良好的絕熱效果。當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之內就可以實現良好的防火效果，且其全部重量也不會超過37kg，從這些參數上來看，硅酸鈣防火材料的重量相對較輕，其材料厚度也相對較薄，在應用過程中為建筑工程節省了大量的空間。此外，從物理特性來看，硅酸鈣材料的導熱系數一般在0.23W/（mK），巖棉的導熱系數更低，所以硅酸鈣防火材料在高層建筑物的絕熱效果十分明顯，應用于建筑物內部可以有效地防止建筑物拱頂中央送風道的冷風與兩側排風道的熱排風之間氣體相互交叉傳導，這種工作模式以及材料的物理性能也可以起到節能環保的效果。

2.4? 新型輕質復合材料的應用分析

通過分析可以知道，當前新型輕質復合材料主要是由新型阻燃劑、石膏、金屬復合板等輕質材料組成的，這些材料的優勢在此也不再贅述，從生產工藝來說，這些防火材料都是在我國當前先進的科學技術水平下指導生產的，其質量以及防火性能是得到業內認可的。近些年，這些新型輕質復合材料在高層建筑物中也有了比較廣泛的應用，且在未來的發展過程中，這些輕質復合材料的應用將會更加廣泛，尤其是在安裝、組合工序中的應用更為便捷，與傳統防火材料相比，新型輕質復合材料在應用中可以節省大量材料，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建的成本。除此之外，這些新型輕質復合材料還可以應用于一些大型的水電之中，尤其是以新型輕質復合材料為主的防火板材的運用更為廣泛，這些材料應用于地下水電站風道間的隔斷不但可以實現防火效果，還能夠實現通風的效果，經濟性能十分良好。在水電站的防火設計中，新型輕質復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，既美觀又實用。所以在未來發展過程中，高層建筑物的防火系統設計應當從新型輕質材料的特點出發，在某些設計環節以及應用環節可以將新型輕質材料應用其中，充分發揮出新型輕質材料的防火效果。

3? 結語

高層建筑物的普及使得消防防火工作面臨著嚴峻的形勢，在消防體系的構建過程中，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用覆蓋率并不是很高，與國外發達國家還有著很大的差距，發展的質量呈現出不平衡的特點，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展空間，從當前的應用情況來看，我國研發的各類新型防火材料已經開始逐漸應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的安全性和可靠性，為保障人們的生命財產起到了良好的效果，在未來的發展中，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結合更加緊密。

參考文獻：

[1]程嘉歡，楊洪剛，孫寶國.船用鋁合金與復合材料用防火材料導熱系數研究[J].中國艦船研究，2020，15（04）：97-104.

[2]陳德平，侯柯屹，王立佳，等.超級絕熱型防火材料的研究進展

及其在城市地下空間的應用展望[J].工程科學學報，2017，39（06）：

811-822.

[3]蘇柳梅，崔昌華，尚用甲，等.可瓷化高分子復合防火材料的研究進展[J].粉末冶金材料科學與工程，2009，14（05）：290-294.

[4]應姍姍，王彥超，邵平，等.石膏基鋼結構防火保護材料及界面劑研究[J].消防科學與技術，2019，38（09）：1285-1289.

[5]李龍，楊建軍，吳慶云，等.水性聚氨酯防火材料及其改性研究[J].涂料技術與文摘，2014，35（04）：28-31+39.

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