建筑装饰材料与防火 PPT课件

1 建筑装饰材料与防火 2 火灾是指失去控制的火 在其蔓延发展过程中给人类生命财产造成损失的一种灾害性的燃烧现象 它可以是天灾 也可以是人祸 它既是自然现象 又是社会现象 建造物火灾是指发生于各种人为建造的物体之内的火灾 事实证明 最常见 最危险 对人类生命和财产造成损失最大的还是这类发生于建造物之中的火灾 3 一 建筑防火安全系统的构成 从设计上保证建筑物内的火灾隐患降到最低点 最快地知晓火情和最及时地依靠固定的消防设施自动灭火 保证建筑结构具有规定的耐火强度 以利于建筑内的居住者在相应的时间内 有效地安全疏散出去 建筑防火安全系统 就是根据上述的基本原则建立起来的一整套用于防范建筑火灾的建筑设计构造和各类自动与手动设施 4 主动防火系统基本功能是早期发现和扑灭火灾 保障人员安全疏散 减少烟气的伤害 被动防火系统尽量将火势及烟气蔓延限制在起火居室 以减少生命及财产损失 防止建筑物结构体提前崩塌 防止火势蔓延至邻近区域 或防止火势从邻近区域延烧过来 与主动防火系统实现有机的互补 就我国目前的经济实力和公众防火意识而言 被动防火系统的设计更具普遍性 可靠性 长久性和经济性特点 5 主动防火系统 消防给水系统 它们包括消防水池 消火栓 消防水泵等 火灾自动报警系统 它们包括各类火灾探测器和控制器等设备 火灾自动灭火系统 它们包括气体 水 泡沫 水喷雾等多种形式的灭火设备 消防电源和安全疏散诱导系统 它们包括消防电源 应急照明 事故广播和疏散线路指示等设施 防 排烟系统 它们由防 排烟管道 各类阀门 送 排风机等组成 6 被动防火系统装修材料的耐燃性处理 防火分区设计及各类防火分隔构件 防火门 窗 防火卷帘等 安全疏散线路的设计 安全疏散设计要充分考虑人员特征因素 它们包括 警觉度 行动能力 所处位置 环境熟悉度 群聚的社会性 防灾意识和知识等 对钢与砼等结构构件的防火保护 电缆的防火保护管道 挡烟垂壁 对各种管道的穿洞封堵等 7 闪燃与闪点在一定的温度条件下 液态可燃物质表面会产生蒸汽 有些固态可燃物质也因蒸发 升华或分解产生可燃气体或蒸汽 这些可燃气体或蒸汽与空气混合而形成混合可燃气体 当遇明火时会发生一闪即灭的火苗或闪光 这种燃烧现象称为闪燃 能引起可燃物质发生闪燃的最低温度称为该物质的闪点 液态可燃物质的闪点 以 表示 闪点是衡量各种液态可燃物质火灾和爆炸危险性的重要依据 二 燃烧类型及常用术语 8 着火与燃点可燃物质在与空气共存的条件下 当达到某一温度时与火源接触 立即引起燃烧 并在火源移开后仍能继续燃烧 这种持续燃烧的现象称为着火 可燃物质开始持续燃烧所需的最低温度 叫做燃点或着火点 以 表示 自燃与自燃点自燃是可燃物质不用明火点燃就能够自发着火燃烧的现象 可燃物质在没有外部火花或火焰的条件下 能自动引起燃烧和继续燃烧时的最低温度称为自燃点 9 爆炸与爆炸极限爆炸是物质由一种状态迅速地转变成另一种状态 并在极短时间内释放大量能量的现象 可燃气体和可燃蒸汽的爆炸极限 以可燃气体 蒸汽占爆炸混合物单位体积的百分比 表示 可燃粉尘的爆炸极限 以可燃粉尘占爆炸混合物单位提及的重量比 g m3 表示 爆炸极限是鉴别各种可燃气体发生爆炸危险性的主要数据 爆炸极限的上 下限之间范围愈大 形成爆炸混合物的机会愈多 发生爆炸事故的危险性愈大 爆炸下限愈小 形成爆炸混合物的浓度愈低 则形成爆炸的条件愈是容易 10 三 室内装修的定义和范围室内装修的意义 在法律上或相关法令上 并无明确的定义和权威的解释 从内部装修的字面意义 可以简单地界定出它的范围 即它是指建筑物内部空间的装饰物品或材料之间的相互关系 从建筑防火的角度看 建筑室内装修至少包括墙面 地面 天花板这三大基本部分 11 我国现行的建筑内部装修设计防火规范所涉及的装修材料包括以下几种类型 一 饰面材料包括在房间和通道墙壁上的贴面材料 房间和通道的吊顶材料 嵌入吊顶中的导光材料 地面上的饰面材料以及楼梯上的饰面材料 另外 还有用于绝缘的饰面材料等 二 装饰件它们包括固定或悬吊在墙上的装饰画 雕刻板 凸起造型图案等 三 悬挂物件它们包括布置在各部位的挂毯 帘布 幕布等 12 四 活动隔断所谓活动隔断是指可伸缩滑动和自由拆装的隔断 五 大型家具是指大型的笨重家具 这些家具一般是固定的 例如银台 酒吧柜台等 另外有些布置在建筑物内的轻板结构 如货架 档案柜 展台 讲台等也应属大型家具 六 装饰织物装饰织物包括窗帘 家具包布 床罩等纺织物品 13 四 内部装修设计的基本特点与火灾1 功能特点建筑内部装修设计是建筑设计的一部分是人类通过建筑物对自身生存环境的一次再创造 现代化的建筑已不再是简单的遮风挡雨 它必须要同时满足人类对美和舒适的追求 高档次的装修可以在无形中净化社会的空气 陶冶人的情操 在舒适中给人以精神上的安慰和社会再创造的动力 14 功能的特点一些建筑物因有特殊的使用要求 所以必须要选择专门的材料对室内空间进行装修处理 以体现其庄严 朴实 欢快 热烈 温馨等功能特征 光 色的特点建筑内的光和色彩的效果 对居住者的观感 情绪和心理都会产生非常直接的影响 装饰 陈设的特点建筑装饰的最终结果 是以人们的认可度来制定的 装饰设计实质上就是对各种材料及其色彩 图案所做的一种造型组合 15 2 火灾特点火灾中的一切物理 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 16 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 17 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 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 18 图1 19 图2材料燃烧后产生危害的示意图 20 试验结果表明 当在一个封闭的空间起火时 首先是充满烟雾的热气体上升 由于自然对流和层化作用 热气体在吊顶下部形成一个水平层并与部分墙体接触 随着烟气层逐渐地加强 最后烟气充满整个空间 随着火势的扩大 火焰窜到附近的可燃家具陈设上 使表面装饰层等起火燃烧 当火焰升高直扑屋顶后 又会沿着水平方向回散 向四壁和下方辐射热量并加速火势扩大 如果顶棚是可燃的 就会被首先引燃 如果四壁表面的装饰材料是可燃的 随后便会燃烧 最后火势会席卷可燃的地面材料 图3给出了上述过程的示意 21 图3 22 五 材料燃烧的毒气效应在任何情况下 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入效应 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 视线模糊 严重的会损伤肺组织和抑制呼吸而造成死亡 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 缺氧则会使人做出无理性的行动 一 烟尘的危害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 23 二 一氧化碳的危害一氧化碳是火灾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的亲合力比对O2的亲合力大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1 3min死亡 三 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的酶的生成受到抑制 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 24 四 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 五 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 表1主要毒气的浓度 10 6 和危害 26 六 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 它们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 27 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 28 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 29 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 表2装修材料燃烧性能等级 30 七 规范条文中的几个原则对重要的建筑物比一般建筑物要求严 对地下建筑比地上建筑严 对100m以上的建筑比对一般高层建筑的要求严 对建筑物防火的重点部位 如公共活动区 楼梯 疏散走道及危险性大的场所等 其要求比一般建筑部位要求严 对顶棚的要求严于墙面 对墙面的要求又严于地面 对悬挂物 如窗帘 幕布等 的要求严于粘贴在基材上的物件 31 八 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 32 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 可自适应 自补偿 自组装 现场易成型和改型性 33 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 1 耐久性问题 2 装饰性问题 34 1 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 2 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 35 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 织物 塑料 木材 36 1 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 37 a 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 b 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 38 2 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 a 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 b 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 c 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 39 3 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 40 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 41 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 42 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 43 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 44 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 45 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