防火建筑的安全與管理

防火建筑的安全與管理

防火材料是建筑材料的重要組成部分。由于其特殊的國防能力，它在建筑領(lǐng)域占有很重要的地位。隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的不斷發(fā)展,建筑向著規(guī)模大型化、樓層立體化、構(gòu)造特殊化的趨勢發(fā)展,因此,防火建材的性能指標(biāo)、技術(shù)含量及產(chǎn)品質(zhì)量越來越受到密切關(guān)注。本文根據(jù)我國防火建材行業(yè)的實際情況,對國內(nèi)防火建材的現(xiàn)狀、發(fā)展前景及發(fā)展方向進行闡述,進而討論我國各類防火材料的性能和產(chǎn)品質(zhì)量情況,以期能整和有關(guān)部門與民間的資源、力量共同推動防火材料的研發(fā)與應(yīng)用。這對于推進我國防火建材的研究和發(fā)展,提高建筑物的防火性能,為社會主義經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展保駕護航,具有重要意義。1中國不同類型涂料的綜合分析1.1防火涂料1.1.1膨脹防火涂料的發(fā)展我國防火涂料的發(fā)展,較國外發(fā)達國家晚15~20年,雖然起步晚,但發(fā)展速度較快。最早可追溯到1958年。40余年來,大體經(jīng)歷了三個發(fā)展階段。1958年起,我國防火涂料開始了探尋和初步試驗,略具雛形。1975年起,我國防火涂料進入了開創(chuàng)性研究和初步發(fā)展時期。在1978年研究出膨脹型丙烯酸乳膠防火涂料,投入工業(yè)試生產(chǎn)和工程試用。1980年5月,該涂料通過公安部技術(shù)鑒定,填補了國內(nèi)水乳膠膨脹防火涂料空白,真正開創(chuàng)了我國膨脹防火涂料的先河。接著,1983年3月,又有A60-1改進氨基膨脹防火涂料和G60-3膨脹型過氯乙烯防火涂料通過公安部技術(shù)鑒定,填補了溶劑型膨脹防火涂料空白。這三種膨脹防火涂料均用于涂刷保護可燃基材,具有顯著的防火阻燃功效,有力地帶動了我國飾面型防火涂料和電纜防火涂料的發(fā)展。1983~1984年,公安部四川消防科研所又開創(chuàng)出用于涂履保護建筑物鋼結(jié)構(gòu)的LG鋼結(jié)構(gòu)防火隔熱涂料和涂履保護建筑物預(yù)應(yīng)力混凝土樓板的106預(yù)應(yīng)力混凝土樓板防火隔熱涂料,于1985年通過公安部技術(shù)鑒定,分別填補了該兩個領(lǐng)域的空白,促進了我國建筑結(jié)構(gòu)用防火涂料的發(fā)展。1985年以來,我國防火涂料步入了蓬勃發(fā)展與系列化、標(biāo)準(zhǔn)化階段,防火涂料的品種類型、產(chǎn)量與應(yīng)用范圍、生產(chǎn)企業(yè)的數(shù)量與分布都有很大發(fā)展,并同步制定了產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)與試驗方法標(biāo)準(zhǔn)。1994年開創(chuàng)出SWH室外鋼結(jié)構(gòu)防火隔熱涂料和SWB室外鋼結(jié)構(gòu)膨脹防火涂料,1996年又開創(chuàng)出LF和CB兩種超薄型鋼結(jié)構(gòu)膨脹防火涂料,分別填補了該技術(shù)領(lǐng)域空白;在飾面型防火涂料方面,繼續(xù)推出了B60-2木結(jié)構(gòu)乳膠膨脹防火涂料、PC60-1膨脹型乳膠防火涂料、E60-1膨脹型無機防火涂料等,形成了鋼結(jié)構(gòu)防火涂料和飾面型防火涂料的系列化產(chǎn)品。1.1.2生產(chǎn)的自動化水平不高根據(jù)國外發(fā)達國家的同類技術(shù)經(jīng)驗和我國廣大用戶不斷提出的更高要求,防火涂料的開發(fā)與應(yīng)用中還存在一些差距和問題。如多數(shù)企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模都不大,工藝流程自動化水平不高,不少產(chǎn)品的配方工藝大同小異,缺乏固有特性;對專用于防火涂料的原料研究不夠,缺乏專用于膨脹防火涂料的樹脂;防火涂料生產(chǎn)與施工的設(shè)備還不配套;在工程應(yīng)用中,對防火涂料類型品種的選擇、保護層厚度的確定、施工質(zhì)量的監(jiān)管、使用過程中的維護修復(fù)等都存在著問題。1.1.3研究開發(fā)新型防火涂料針對我國防火涂料存在的問題、結(jié)合現(xiàn)代社會發(fā)展理念,筆者認(rèn)為,今后防火涂料應(yīng)該朝著以下方向研發(fā):一是要發(fā)展環(huán)保型防火涂料,特別是堅持發(fā)展水性防火涂料,盡量減少或避免因生產(chǎn)、施工或燃燒造成環(huán)境污染和人身危害;二是在研究開發(fā)防火涂料時,既要重視防火性能、理化性能和使用性能的研究,還要改進提高生產(chǎn)工藝技術(shù)水平,一定要保證產(chǎn)品質(zhì)量,做到安全有效;三是研究開發(fā)新型膨脹防火涂料時,要大膽打破傳統(tǒng)的膨脹體系模式,尋求高性能的自膨脹原料或樹脂,添加某種增強材料,確保膨脹涂層長時間耐火隔熱而不脫落;四是要對各類防火涂料的施工應(yīng)用性能作深入研究,包括防火涂料對基材的粘結(jié)性能、對防銹漆的選擇與配套性和涂層的使用壽命等,特別是對膨脹型防火涂料的使用壽命,要給予足夠重視,進行科學(xué)研究和評價,為用戶提供使用年限的技術(shù)依據(jù)。1.2非燃油無效板1.2.1生產(chǎn)工藝簡單落后、企業(yè)數(shù)量減少不燃性無機復(fù)合板由于具有優(yōu)異的防火性能而在建筑領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。由于該類產(chǎn)品的原料可以很方便取得,成本低廉。產(chǎn)品成形時可塑性強,有一定的韌性和可釘、可刨等優(yōu)點,因而20世紀(jì)90年代中期一經(jīng)投放市場就得到了廣泛應(yīng)用并迅速發(fā)展。但當(dāng)時主要靠手工操作和簡單的機械生產(chǎn),生產(chǎn)工藝簡單落后,生產(chǎn)規(guī)模小,作坊式生產(chǎn)居多,產(chǎn)品質(zhì)量很不穩(wěn)定。經(jīng)過幾年的優(yōu)勝劣汰,到90年代末,先進的生產(chǎn)工藝給該類生產(chǎn)企業(yè)帶來了顯著變化,生產(chǎn)企業(yè)明顯減少,由以前那種靠簡單的手工或機械加工生產(chǎn)逐步過度到了用機械自動化連續(xù)生產(chǎn)。大多數(shù)企業(yè)為適應(yīng)大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)的需要,在產(chǎn)品配方、生產(chǎn)工藝等方面作了很大改進,產(chǎn)品質(zhì)量得到了穩(wěn)步提高。1.2.2產(chǎn)品的篩查結(jié)果隨著經(jīng)濟的發(fā)展,建筑領(lǐng)域?qū)Σ蝗夹詿o機復(fù)合板的質(zhì)量要求越來越高。為了準(zhǔn)確掌握該類產(chǎn)品的質(zhì)量狀況,并對該類產(chǎn)品進行有效監(jiān)督,國家質(zhì)檢總局分別于1999年和2001年對該類產(chǎn)品進行了監(jiān)督抽查。從抽查結(jié)果看,1999年時,由于手工生產(chǎn)居多,產(chǎn)品質(zhì)量很不穩(wěn)定,存在的問題也比較多,抽查合格率僅為66.7%。到2001年,產(chǎn)品質(zhì)量有了較大提高,抽查合格率達到81%。兩次抽查結(jié)果表明該類產(chǎn)品的防火性能普遍較好,而不合格均出在吸濕變形率指標(biāo)上。但該產(chǎn)品的吸濕變形率和防火性能是相互矛盾的,解決起來較為困難。因此,可以說吸濕變形率是制約該產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵所在。1.2.3在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用無機防火板材是一種新型防火保護材料,除了具有優(yōu)異的防火性能外,近年來朝著質(zhì)輕、高強度、高耐火性能方向發(fā)展。無機防火板材為發(fā)展環(huán)保型防火保護措施提供了新思路,它在新型環(huán)保建材行業(yè)具有很大的發(fā)展空間,不斷拓展它在建材上的應(yīng)用,不斷推陳出新型產(chǎn)品,是該行業(yè)的發(fā)展方向。具體來說,除了保持板材整體的完整性和不炸不裂外,關(guān)鍵還應(yīng)具有良好的高溫隔熱性能。要獲得良好的隔熱性能,應(yīng)合理地選擇構(gòu)成材料,控制好材料的容重,并盡可能使材料結(jié)構(gòu)內(nèi)部形成封閉的微氣孔,以增強隔熱能力。此外,應(yīng)增強板材的蓄熱能力,對板材結(jié)構(gòu)進行合理設(shè)計。1.3防火隔離材料1.3.1無機防火堵料防火堵料分為有機防火堵料和無機防火堵料兩大類。有機防火堵料長期不固化,可塑性好,能夠重復(fù)使用,具有很好的防火、水密、氣密性能,主要應(yīng)用于高層建筑、工廠、電力及通訊部門等的電線電纜和各類管道貫穿處的孔洞縫隙的防火封堵。無機防火堵料耐火極限高,而且具備相當(dāng)高的機械強度,無毒無味,施工方便,主要應(yīng)用于高層建筑、電力部門、工礦企業(yè)、地鐵、供電隧道等各類管道和電線電纜貫穿孔洞的防火封堵,尤其應(yīng)用于較大的孔洞、樓層間孔洞的封堵。該類堵料在固化前有較好的流動性和分散性,對于多根電纜束狀敷設(shè)和層狀敷設(shè)的場合,采用現(xiàn)場澆注這類堵料的方法,可以有效地堵塞和密封電纜與電纜之間,電纜與壁板之間各種微小空隙,使各電纜之間相互隔絕,阻止火焰和有毒氣體及濃煙擴散。無機防火堵料屬于不燃材料,在高溫和火焰作用下,基本不發(fā)生體積變化且形成一層堅硬致密的保護層,其熱導(dǎo)率較低,有顯著的防火隔熱效果。1.3.2主要設(shè)備、設(shè)備近年來,國內(nèi)外生產(chǎn)廠家又研制生產(chǎn)出定型防火堵料,用于定型設(shè)計的孔洞的防火封堵,縮短工期,拆卸方便,既有有機型,也有無機型。另外還有采用膨脹防火板封堵孔隙的方法,即在孔洞兩邊采用螺絲釘分別固定兩塊已符合貫穿物或孔洞形狀的膨脹防火板,內(nèi)部不用其他任何材料便可起到膨脹防火封堵的目的,便于規(guī)范設(shè)計和施工,簡單可行。1.4防火窗簾1.4.1工業(yè)建筑節(jié)能發(fā)展現(xiàn)狀防火卷簾分為復(fù)合型防火卷簾和無機防火卷簾。自20世紀(jì)80年代開始逐步發(fā)展以來,經(jīng)不斷研制開發(fā),產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高,現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于各種類型的現(xiàn)代化工業(yè)與民用建筑中。1.4.2防火有效：新的分工協(xié)藝新修訂的《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》第5.4.4條中明確指出:“在設(shè)置防火墻確有困難的場所,可采用防火卷簾作防火分區(qū)分隔?！边@表明,防火卷簾作為建筑物防火分隔或防火分區(qū)隔離物,可起防火隔斷作用,從而使其成為建筑物中重要的不可缺少的消防設(shè)施之一。另外,還規(guī)定:“用于防火分區(qū)取代防火墻的防火性能時應(yīng)采用特級防火卷簾而不設(shè)水幕保護?！边@會大大降低工程造價,縮短工期,但也對防火分隔技術(shù)提出更高要求。近年來,防火卷簾生產(chǎn)廠家積極改進生產(chǎn)結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝,以增強防火卷簾的適應(yīng)性。如簾片和填料一次成型的流水線生產(chǎn)工藝,提高質(zhì)量降低成本。近年來,隨著高層及超高層建筑物中大跨度門洞、超高門洞的增多,用戶轉(zhuǎn)而需要重量輕、跨距大的新型卷簾,無機防火卷簾正是為滿足這種需求而研發(fā)的新一代防火卷簾產(chǎn)品。由于其自重輕、卷軸撓度小,因此可加大卷簾的跨度。這種卷簾優(yōu)點諸多,可為各種大型高層公共建筑防火分區(qū)的隔離提供理想的防火設(shè)備,應(yīng)用前景十分廣闊。1.5防火玻璃1.5.1內(nèi)表面玻璃對策根據(jù)GB15763-1995的規(guī)定,我國防火玻璃分為建筑用防火玻璃及其他防火玻璃兩大類,如防火門、防火窗、玻璃幕墻等防火分隔構(gòu)件;船用防火玻璃,其外表面玻璃板是鋼化安全玻璃,內(nèi)表面玻璃板材可任意選擇。據(jù)GB15763.1-2001《建筑用安全玻璃防火玻璃》的規(guī)定,建筑用防火玻璃按結(jié)構(gòu)分為復(fù)合防火玻璃(FFB)和單片防火玻璃(DFB);按耐火性能分為A類(同時滿足耐火完整性、耐火隔熱性要求的防火玻璃)、B類(同時滿足耐火完整性、熱輻射強度要求的防火玻璃)和C類(滿足耐火完整性要求的防火玻璃)。這三類防火玻璃按耐火等級可分為Ⅰ(≥90min)、Ⅱ(≥60min)、Ⅲ(≥45min)、Ⅳ(≥35min)。1.5.2國內(nèi)防火玻璃生產(chǎn)技術(shù)我國防火玻璃是應(yīng)國民經(jīng)濟的快速發(fā)展和人們對建筑物的防火與美觀雙重要求下而產(chǎn)生的新型建筑材料。在我國發(fā)展歷史較短,其研究尚處起步階段。目前我國防火玻璃主要以復(fù)合防火玻璃的生產(chǎn)為主,分為:防火夾層玻璃、薄涂型防火玻璃和防火夾絲玻璃。它們都存在各自的優(yōu)缺點?？偟膩碚f,我國防火玻璃生產(chǎn)工藝較為簡單,科技含量低,生產(chǎn)出來的防火玻璃耐火時間短,透明性不高,從而使其防火性與裝飾性受到影響。如果這兩個問題能夠解決,其推廣應(yīng)用前景將十分廣闊。1.6防消防門1.6.1新一代防火面板材料公安部天津消防科研所早在20世紀(jì)80年代中就研制出木質(zhì)防火門,此類防火門采用巖棉或陶瓷棉,燃燒產(chǎn)物有毒性,既污染環(huán)境,又損害人體健康,不符合環(huán)保要求。為了克服這類防火門的缺點,天津消科所進行了技術(shù)攻關(guān),于1997年研制成功新一代防火門板芯材料。這種材料具有耐火性能優(yōu)良、無毒、無味、重量輕、整板實芯等特點,可以按門扇尺寸要求,經(jīng)壓機一次成型,實現(xiàn)機械化生產(chǎn),從而保證防火門質(zhì)量的穩(wěn)定性。鋼制防火門自重較大,堅固可靠,其用途與木質(zhì)防火門一致,但安裝不方便,生產(chǎn)工藝化程度低,不易形成流水線生產(chǎn),且填充料均采用纖維類材料,不利于健康和環(huán)保。1.6.2防火門產(chǎn)品發(fā)展滯后近10年來,化工行業(yè)、建材行業(yè)飛速發(fā)展,新的復(fù)合材料層出不窮。然而從防火門的發(fā)展來看,目前的防火門產(chǎn)品仍主要以木質(zhì)和鋼質(zhì)為主,材料、工藝均無實質(zhì)變化,這在一定程度上表明防火門產(chǎn)品發(fā)展的滯后,這種滯后在裝飾效果方面表現(xiàn)得尤為明顯。另外,盡管木質(zhì)防火門有許多優(yōu)點,但由于生態(tài)原因,禁止砍伐后,其主體材料將面臨危機,如何用其他適合材料或研制新材料來代替木材應(yīng)是木質(zhì)防火門生產(chǎn)在近期亟待解決的問題。因此,如何改進防火門產(chǎn)品的材質(zhì)、更新工藝、使其防火性能更高、自重更輕、裝飾性更強、安裝更方便等問題,應(yīng)引起廣大有識之士的重視。2阻燃涂層材料的性能眾所周知,現(xiàn)在常用的阻燃劑是以鹵素體系為主,這類阻燃劑具有發(fā)煙量大、毒性大的缺點。近年來,國內(nèi)對無鹵型阻燃劑的研發(fā)日益重視。特別是在封閉體系條件下,強烈要求使用具有無煙、無毒或低煙、低毒等優(yōu)點的阻燃劑。國內(nèi)外阻燃技術(shù)的研究主要集中在開發(fā)無鹵化和低發(fā)煙化新技術(shù),我國許多研究者和生產(chǎn)廠商都致力于這方面的研發(fā),并取得了突出成果,已有大量的無鹵阻燃產(chǎn)品應(yīng)用于各個領(lǐng)域。三聚氰胺磷酸鹽(簡稱MP)及其衍生物自膨脹阻燃劑作為新型高效阻燃劑而成為研發(fā)的熱點,其特點是:(1)水溶性極低;(2)熱穩(wěn)定性好;(3)MP及其衍生物阻燃性最佳。近年來,我國也開始把MP當(dāng)做一種高效阻燃劑使用,大量用于防火涂料、阻燃塑料等制品中,使得MP具有了新的應(yīng)用前景及廣闊的市場。在實際應(yīng)用中,三聚氰胺、聚磷酸銨、三聚氰胺磷酸鹽各有優(yōu)勢。添加MP的防火涂料常用作底漆使用。MP不會造成腐蝕或不影響其防腐性。使用MP的價格高于聚磷酸銨,但其耐候性、耐蒸汽性以及涂層質(zhì)量和在火災(zāi)中的保護時間都優(yōu)于后者。MP中含有磷、氮化合物,它有助于在耐久性的保護涂料中提高耐腐蝕性,它不僅具有最佳的阻燃性能,而且具有極好的罐藏壽命,主要適合于戶外使用的嚴(yán)酷條件,而且比其它膨脹化合物具有更高的連續(xù)炭化發(fā)泡層。因此,這些性能賦予了它突出的耐久型防火保護的特點。MP在防火板材中有廣闊的應(yīng)用前景。由于對防火板材防火要求的提高,大力發(fā)展阻燃防火板成為我國防火建材生產(chǎn)企業(yè)迫在眉睫的事情。在防火板材中,加入阻燃添加劑無疑是提高阻燃性的有效途徑。但傳統(tǒng)的阻燃劑在防火板材中含量較大時才能有效阻燃,而且在使用過程中常會發(fā)生阻燃劑析出現(xiàn)象,即鹽析。美國有些專利報道了MP化合物加入制板材料中,可有效增強板材的阻燃性能,且在使用過程中,不會產(chǎn)生鹽析現(xiàn)象,也因MP水溶性較低,也不會在使用過程中降低阻燃性,因而,MP可以作為防火材料的阻燃添加劑。隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異,國外防火建材產(chǎn)品也隨之快速發(fā)展。日本新近開發(fā)出一種利用塑料廢物和火山噴出物制造防火建材的新技術(shù)。該成果對于節(jié)約能源和廢料再生資源化,是頗有意義的。與國外相比,我國在這方面的研究存在較大差距,這也是我國防火建材企業(yè)需要努力提高的方面。3綠色防火建材的概念隨著環(huán)境污染的日益惡化和居住環(huán)境質(zhì)量的降低,人們對生活中涉及自身健康的環(huán)境高度關(guān)注。人們開始關(guān)注身邊的建筑材料及其對健康的影響,并渴望出現(xiàn)一種不影響人體健康和安全的綠色防火建材。綠色防火建材的涵義相當(dāng)寬,大致可分為狹義和廣義兩種界說。狹義上,它指那些無毒、無害、無污染、不影響人和環(huán)境安全的建筑防火材料。而廣義上則指采用清潔生產(chǎn)技術(shù)、少用天然資源和能源、大量使用工業(yè)或城市固態(tài)廢棄物生產(chǎn)的無毒害、無污染、有利于人體健康的建筑防火材料,即要求綠色防火建材不僅在使用過程中達到健康要求,生產(chǎn)、再利用和廢棄后的處理過程中都必須滿足環(huán)保要求和“綠色”標(biāo)準(zhǔn),從而與一般防火建材明顯區(qū)別開來。3.1其他功能不含汞及其化合物綠色防火建材與傳統(tǒng)防火建材相比具有如下的特點:采用低能耗制造工藝和不污染環(huán)境的生產(chǎn)技術(shù);在產(chǎn)品配制或生產(chǎn)過程中,不使用甲醛、鹵化物溶劑或芳香族碳氫化合物,產(chǎn)品中不含汞及其化合物,不使用鉛、鉻、鎘及其化合物的顏料和添加劑;產(chǎn)品設(shè)計以改善生活環(huán)境、提高生活質(zhì)量為宗旨,不僅不損害人體健康,還應(yīng)對人體健康有益;產(chǎn)品應(yīng)具備多方面的功能,如抗菌、防霉、防火、阻燃、除臭、消聲、防射線、消磁等;產(chǎn)品可循環(huán)