新型化學防火材料在消防工程中的應用

陳光

摘要：隨著科技的進步，新型防火材料的廣泛研發、應用，不僅降低了生產成本、節約了資源，也使消防系統的可靠性、安全性得到顯著提高。基于此，文章主要對新型化學防火材料在消防工程中的應用進行分析，以期為消防工程中相關消防材料的選擇提供參考。

關鍵詞：新型;化學防火材料;消防工程

化學防火材料是建筑中常用的消防安全材料之一，防火材料的耐久性至關重要，如果對于消防功能沒有充分考慮，也沒評估清楚實際的防火價值，極有可能導致建筑工程中存在消防隱患。文章以此為基礎，重點介紹了新型化學防火材料在消防工程中的應用。

一、化學防火材料的重要性

防火材料，即進行了特殊加工后具備一定防火功能的化學材料。不同等級的防火材料可以抵御不同級別的火情。防火材料應具備一定的防火性，可以讓火情得到控制，還要能將蔓延的煙氣隔絕，阻擋火災蔓延。在制作防火材料時，通常都是添加具備防火特質的合成材料，讓原先的板材能發揮出耐燃、耐熱的特性，讓該材料的阻燃功能成為現實[1]。

當前，建筑防火材料運用范圍有限，主要用于防火門、防火卷簾、防火板等。雖然一部分建筑工程對防火材料有所運用，但是因為一些防火材料的使用并不合規，所以建筑中還是會發生火災蔓延，最后出現人員傷亡或建筑受損。具體使用何種類型的防火材料，要以建筑工程的使用場景為依據，若是選擇了不相匹配的防火材料，最后就會導致質量標準無法滿足建筑的實際消防需要，若是發生火災很可能會出現嚴重的人員傷亡，不利于建筑安全。[2]所以，建筑單位在施工時要對合理使用防火材料引起重視。

二、新型化學防火材料的類型

當下，建筑消防系統中使用的新型防火材料類型有新型復合輕質材料、有機防火材料、碳酸鈣與硅酸鈣防火材料、噴射防火材料四種。其中，有機防火材料主要是在建筑頂部、墻壁部分使用;硅酸鈣防火材料在建筑中大范圍使用;建筑消防系統中新型復合輕質材料使用也較為廣泛;噴射防火材料應用較少。

（一）有機防火材料

有機防火材料中的酚醛防火材料，有較好的阻燃作用和理想的耐高溫性、耐熱性，既不會出現變性的情況，同時也有偏高的氧指數，若是出現火災，比較難燃燒，并且酚醛的發煙量也被限制，不會釋放大量的毒煙毒氣，可以保證火災現場被困人員的生命安全[3]，因此應用較廣。

（二）噴射防火材料

以往的噴栓防火材料在我國的使用比較少，而新研發的噴射防火材料是以噴射的形式將防火材料噴射在基礎材料上，主要是為了讓基礎材料得獲得有效的防火處理，進而讓材料得到充分的保護。新型噴射材料可以將噪聲吸收、具有良好的隔熱性等，所以在建筑消防系統中得到普及[4]。

（三）碳酸鈣與硅酸鈣防火材料

在不燃燒材料中，碳酸鈣與硅酸鈣防火材料的等級為A級，其特征是具有良好的隔熱、隔火性能。這些材料不但具備良好的吸收噪聲、防火的優勢，還可以發揮防潮、防水的功能，在使用方面有很大的優勢。在施工操作中非常方便，成本較低，也不會造成過大的損耗，同時材料清潔，即使季節、氣候等出現變化，性能也是穩定的[5]。碳酸鈣和硅酸鈣防火材料所投入的施工周期比較短，不用耗費太長的時間，可以讓施工進度明顯縮短。同時，碳酸鈣和硅酸鈣防火材料運用于消防工程中具有一定的價值，主要是用這些材料將防火板制作出來，以此將建筑的出風道設計好，可以讓鋼結構的外部多一層防火層，也能通過碳酸鈣和硅酸鈣材料來設計吊頂、防火隔板，可以提高鋼結構的性能。目前，建筑消防系統正廣泛運用碳酸鈣和硅酸鈣新型防火材料，其在建筑消防系統中具有良好的發展空間。

（四）輕質復合材料

新型輕質復合材料有石膏、新型阻燃劑、金屬復合板等不同類型，在這些材料中只有石膏屬于新型防火材料，這種材料的強度不高，且在硬化后材料的孔隙率也會變大，這種材料的作用有吸收噪聲、保持溫度、隔熱等。在對石膏實施水硬化處理后，其體積隨之增加，可即使石膏的防火性能非常理想，不過卻沒有良好的防水性[6]。石膏具有較好的防火性，且水幕可以阻攔火勢，所以現代建筑工程墻體一般都會選擇石膏，阻燃劑則是選擇ZRY天然纖維阻燃液。這種阻燃劑的優勢為無毒、無色、無味等，膠合板、纖維、紙張等在適宜的阻燃劑處理以后能發揮出較好的阻燃性能，就算碰到明火也無法燃燒，并且能有效控制火勢。金屬復合板即人們所說的夾芯板，上下兩面均為薄金屬板，芯材的強度比較低、剛度強，具有理想的保溫性。此板材一般都是用于結構廠房的房屋頂、頂板、隔斷處等，當然工地的員工宿舍、辦公室這類建筑上也有其身影。新型的防火板因為有低密度、隔熱、吸收噪聲、耐火、抗腐蝕等一些優勢，在消防系統中得到廣泛的應用，也是現階段不燃性裝飾材料中一種使用率比較高的材料[7]。

三、新型化學防火材料在消防工程中的應用

在消防工程中，新型化學防火材料的使用價值比較高，文章主要對新型化學防火材料進行分析，進一步研究消防工程中運用新型化學防火材料現狀。

（一）應用表現

1.有機防火材料

有機防火材料最初是傳統有機防火材料，后逐漸發展為新型有機防火材料。傳統有機材料為粉末狀或者液體。粉末狀、液體這兩種有機防火材料的缺陷都比較大，比如消防工程中在使用液體有機材料時需要輔之以專用溶劑，且有機防火材料缺乏活性，材料的制造必須滿足高溫、高壓兩個條件，這種產品容易變性。新型化學防火材料沒有傳統有機材料的缺陷。第一，對于新型化學防火材料的制造而言，不需要溶劑，直接在常溫常壓下制造，且新型化學防火材料能在不同類型的消防工程中使用，如建筑中存在的墻壁、頂棚等;第二，良好的阻斷作用也是新型化學防火材料的一大優勢，在消防工程中使用能讓火災發展得到有效的阻斷，這種材料若是碰上火災也不會形成煙氣、毒氣，讓建筑內部空氣具有比較高的安全性;第三，新型化學防火材料另外一個優勢就是具有在較高的可靠性。

2.噴射型防火材料

新型有機防火材料中，噴射型防火材料是重要的一種，噴射型防火材料對于消防工程廣泛運用防火材料而言具有積極意義。纖維型材料、水泥型材料等都是常用的噴射型防火材料，每一個類型的噴射型防火材料都能在相對應的消防工程中發揮一定的功效，如水泥型材料如果在水中其狀態就是泥漿，空氣壓縮作用力能使其達到正確的位置，纖維型材料能跟水進行混合，進而具備防火保護的作用，上述兩種材料都能在消防工程中使用。現階段，我國所擁有的噴射型防火材料并未廣泛用于消防工程中，一般都是規模比較大的消防工程才會使用，今后要將噴射型材料的功效完全展現出來，促進消防工程行業平穩、快速地發展。

3.防火板材料應用

新型化學防火材料以硅酸鈣、碳酸鈣為其主要的防火板材料，具有良好的質地，經過防火添加劑、纖維、水泥的幫助，材料具有更高的防火性能。這種材料設計的隔板防火、排煙效果都比較理想，且這種結構一般不會被外界干擾，具有比較高的可靠性。防火板材料在制作過程中選擇電腦對工藝進行控制，進而讓防火板擁有比較穩定的性能，防火板用于消防工作中的優勢比較簡單，能讓生產流程縮短。防火板材料用于我國水利行業的消防工程能發揮積極作用，主要表現在：（1）地下水電站風道使用防火板材料能發揮阻斷、排煙的作用;（2）將防火板用于水利工程的吊頂中，能發揮排煙、防火的作用，也能讓消防工程不受到外界的干擾，讓吊頂的可靠性、安全性得到提升;（3）在水電站的主廠房設計防火墻時使用防火材料，安裝在通風墻上、走廊上，能將火勢阻斷。此類防火材料在物流、化學上都有一定的使用優勢，既能讓安全性得到保證，也能達到節能效果，具有一定的使用前景。

4.新型輕質復合材料

新型輕質復合材料被用于不同的區域，有吊頂位置、地下水電站風道間的隔斷部位、通風防火系統等。新型輕質復合材料的使用范圍不斷擴大，具有較好的前景。礦渣、巖棉都是在高溫熔融后出現的，天然巖石出現質變，無法燃燒，不過能發揮出較好的高溫防控效果，并且導熱系數偏低，能防止高溫引發的燃燒，此材料用于防火材料隔熱板表層，具有良好的防火效果。除此之外，其處于高溫環境可收縮，以此來隔絕火源，具有屏障的功效，可以控制住火勢，同時受熱后不會形成有毒物質，能避免二次傷害到人體。

（二）案例分析

本文選擇某鋼結構的高層建筑作為案例，對這個案例中使用新型化學防火材料的具體情況進行分析。此案例中的建筑屬于高層鋼結構，建筑自身的抗火性并不好，鋼材溫度的臨界點只有約540℃，但火災的溫度卻能達到1200℃，如果鋼結構建筑起火，其需要面臨的風險非常大，鋼結構形狀就會改變，相關測試顯示鋼結構耐火時間不超過25分鐘。為了提高防火效果，這個建筑中加入了硅酸鈣材料，相關操作如下：

1.風道構造設計

這個建筑中的風道材料同樣是硅酸鈣防火板，在設計夾墻結構時不能違反消防工程中有關的施行標準，還要在夾墻構造中間點加入輕鋼龍骨，并將巖棉填充在龍骨的夾縫中間，讓材料自身的吸熱、導熱性能得到降低，讓材料具有良好的隔熱性。要將硅酸鈣的防火板安裝在鋼結構外部，這個案例中防火板的厚度為12mm，讓防火板將火勢蔓延阻斷，此建筑中的風道比較靈活，依據案例使用的標準來設計風道，并在通風夾墻、防火隔熱墻上將防火板安裝好。這個案例中使用的隔斷墻，其硅酸鈣防火板耐火設計的時長為1～4h，案例中使用硅酸鈣防火板，防火板作為隔斷既可以作為承壓結構也可以讓火勢得到阻斷，以此保證防火等級跟鋼結構高層建筑的相關要求同步，進而保證足夠的風量。

2.鋼筋外包防火層

這個案例中的鋼結構高層建筑均設計了耐火等級為二級的樓板、承重結構、鋼柱等，應用新型化學防火材料，將材料包裹在鋼筋外側，火勢遇到防火材料就會被阻隔，讓鋼筋溫度不能快速升高。鋼筋外開展包防火層設計后，鋼筋結構的耐火等級要符合要求。

3.防火隔板設計

鋼結構高層建筑中選擇硅酸鈣板材料作為防火隔板的主要材料，把防火隔板作為水平隔斷、頂部、吊頂位置，其耐火時長要在1h以上，鋼結構高層建筑中的水平隔斷能將火勢控制好，也能讓火勢降速，正在燃燒的硅酸鈣板材質是不會產生煙氣的，這就是其為什么會成為鋼結構防火隔板的重要原因。

四、結語

綜上，不管是促進我國建筑行業發展還是研究輕質防火材料，都需要重視新型防火材料的研發。文章主要闡述以及分析了新型輕質復合材料、有機防火材料、硅酸鈣和碳酸鈣材料、噴射型防火材料，上述材料都有較好的應用前景，能推動我國消防事業發展。

參考文獻：

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[2]陸麗鋼.試論防火材料在水電站通風空調與消防系統中的應用[J].科學與財富，2017（22）：212-212.

[3]王晉芳，陳坤，朱瑞，等.基于聚酰亞胺纖維的新型防火面料與芳綸纖維的性能對比研究[J].今日消防，2021，06（06）：18-21.

[4]李盟盟.淺談高層建筑中一般電氣線路和消防電氣線路的防火設計[J].江西建材，2016（9）：229+232.

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[6]余靜.分析建筑材料防火新標準解讀及建筑外保溫新材料發展道路[J].建筑·建材·裝飾，2021（02）：5-6.

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