防火建筑的安全与管理

防火建筑的安全与管理

防火材料是建筑材料的重要组成部分。由于其特殊的国防能力，它在建筑领域占有很重要的地位。随着我国经济建设的不断发展,建筑向着规模大型化、楼层立体化、构造特殊化的趋势发展,因此,防火建材的性能指标、技术含量及产品质量越来越受到密切关注。本文根据我国防火建材行业的实际情况,对国内防火建材的现状、发展前景及发展方向进行阐述,进而讨论我国各类防火材料的性能和产品质量情况,以期能整和有关部门与民间的资源、力量共同推动防火材料的研发与应用。这对于推进我国防火建材的研究和发展,提高建筑物的防火性能,为社会主义经济建设的发展保驾护航,具有重要意义。1中国不同类型涂料的综合分析1.1防火涂料1.1.1膨胀防火涂料的发展我国防火涂料的发展,较国外发达国家晚15~20年,虽然起步晚,但发展速度较快。最早可追溯到1958年。40余年来,大体经历了三个发展阶段。1958年起,我国防火涂料开始了探寻和初步试验,略具雏形。1975年起,我国防火涂料进入了开创性研究和初步发展时期。在1978年研究出膨胀型丙烯酸乳胶防火涂料,投入工业试生产和工程试用。1980年5月,该涂料通过公安部技术鉴定,填补了国内水乳胶膨胀防火涂料空白,真正开创了我国膨胀防火涂料的先河。接着,1983年3月,又有A60-1改进氨基膨胀防火涂料和G60-3膨胀型过氯乙烯防火涂料通过公安部技术鉴定,填补了溶剂型膨胀防火涂料空白。这三种膨胀防火涂料均用于涂刷保护可燃基材,具有显著的防火阻燃功效,有力地带动了我国饰面型防火涂料和电缆防火涂料的发展。1983~1984年,公安部四川消防科研所又开创出用于涂履保护建筑物钢结构的LG钢结构防火隔热涂料和涂履保护建筑物预应力混凝土楼板的106预应力混凝土楼板防火隔热涂料,于1985年通过公安部技术鉴定,分别填补了该两个领域的空白,促进了我国建筑结构用防火涂料的发展。1985年以来,我国防火涂料步入了蓬勃发展与系列化、标准化阶段,防火涂料的品种类型、产量与应用范围、生产企业的数量与分布都有很大发展,并同步制定了产品标准与试验方法标准。1994年开创出SWH室外钢结构防火隔热涂料和SWB室外钢结构膨胀防火涂料,1996年又开创出LF和CB两种超薄型钢结构膨胀防火涂料,分别填补了该技术领域空白;在饰面型防火涂料方面,继续推出了B60-2木结构乳胶膨胀防火涂料、PC60-1膨胀型乳胶防火涂料、E60-1膨胀型无机防火涂料等,形成了钢结构防火涂料和饰面型防火涂料的系列化产品。1.1.2生产的自动化水平不高根据国外发达国家的同类技术经验和我国广大用户不断提出的更高要求,防火涂料的开发与应用中还存在一些差距和问题。如多数企业的生产规模都不大,工艺流程自动化水平不高,不少产品的配方工艺大同小异,缺乏固有特性;对专用于防火涂料的原料研究不够,缺乏专用于膨胀防火涂料的树脂;防火涂料生产与施工的设备还不配套;在工程应用中,对防火涂料类型品种的选择、保护层厚度的确定、施工质量的监管、使用过程中的维护修复等都存在着问题。1.1.3研究开发新型防火涂料针对我国防火涂料存在的问题、结合现代社会发展理念,笔者认为,今后防火涂料应该朝着以下方向研发:一是要发展环保型防火涂料,特别是坚持发展水性防火涂料,尽量减少或避免因生产、施工或燃烧造成环境污染和人身危害;二是在研究开发防火涂料时,既要重视防火性能、理化性能和使用性能的研究,还要改进提高生产工艺技术水平,一定要保证产品质量,做到安全有效;三是研究开发新型膨胀防火涂料时,要大胆打破传统的膨胀体系模式,寻求高性能的自膨胀原料或树脂,添加某种增强材料,确保膨胀涂层长时间耐火隔热而不脱落;四是要对各类防火涂料的施工应用性能作深入研究,包括防火涂料对基材的粘结性能、对防锈漆的选择与配套性和涂层的使用寿命等,特别是对膨胀型防火涂料的使用寿命,要给予足够重视,进行科学研究和评价,为用户提供使用年限的技术依据。1.2非燃油无效板1.2.1生产工艺简单落后、企业数量减少不燃性无机复合板由于具有优异的防火性能而在建筑领域得到广泛应用。由于该类产品的原料可以很方便取得,成本低廉。产品成形时可塑性强,有一定的韧性和可钉、可刨等优点,因而20世纪90年代中期一经投放市场就得到了广泛应用并迅速发展。但当时主要靠手工操作和简单的机械生产,生产工艺简单落后,生产规模小,作坊式生产居多,产品质量很不稳定。经过几年的优胜劣汰,到90年代末,先进的生产工艺给该类生产企业带来了显著变化,生产企业明显减少,由以前那种靠简单的手工或机械加工生产逐步过度到了用机械自动化连续生产。大多数企业为适应大规模连续生产的需要,在产品配方、生产工艺等方面作了很大改进,产品质量得到了稳步提高。1.2.2产品的筛查结果随着经济的发展,建筑领域对不燃性无机复合板的质量要求越来越高。为了准确掌握该类产品的质量状况,并对该类产品进行有效监督,国家质检总局分别于1999年和2001年对该类产品进行了监督抽查。从抽查结果看,1999年时,由于手工生产居多,产品质量很不稳定,存在的问题也比较多,抽查合格率仅为66.7%。到2001年,产品质量有了较大提高,抽查合格率达到81%。两次抽查结果表明该类产品的防火性能普遍较好,而不合格均出在吸湿变形率指标上。但该产品的吸湿变形率和防火性能是相互矛盾的,解决起来较为困难。因此,可以说吸湿变形率是制约该产品质量的关键所在。1.2.3在环保领域的应用无机防火板材是一种新型防火保护材料,除了具有优异的防火性能外,近年来朝着质轻、高强度、高耐火性能方向发展。无机防火板材为发展环保型防火保护措施提供了新思路,它在新型环保建材行业具有很大的发展空间,不断拓展它在建材上的应用,不断推陈出新型产品,是该行业的发展方向。具体来说,除了保持板材整体的完整性和不炸不裂外,关键还应具有良好的高温隔热性能。要获得良好的隔热性能,应合理地选择构成材料,控制好材料的容重,并尽可能使材料结构内部形成封闭的微气孔,以增强隔热能力。此外,应增强板材的蓄热能力,对板材结构进行合理设计。1.3防火隔离材料1.3.1无机防火堵料防火堵料分为有机防火堵料和无机防火堵料两大类。有机防火堵料长期不固化,可塑性好,能够重复使用,具有很好的防火、水密、气密性能,主要应用于高层建筑、工厂、电力及通讯部门等的电线电缆和各类管道贯穿处的孔洞缝隙的防火封堵。无机防火堵料耐火极限高,而且具备相当高的机械强度,无毒无味,施工方便,主要应用于高层建筑、电力部门、工矿企业、地铁、供电隧道等各类管道和电线电缆贯穿孔洞的防火封堵,尤其应用于较大的孔洞、楼层间孔洞的封堵。该类堵料在固化前有较好的流动性和分散性,对于多根电缆束状敷设和层状敷设的场合,采用现场浇注这类堵料的方法,可以有效地堵塞和密封电缆与电缆之间,电缆与壁板之间各种微小空隙,使各电缆之间相互隔绝,阻止火焰和有毒气体及浓烟扩散。无机防火堵料属于不燃材料,在高温和火焰作用下,基本不发生体积变化且形成一层坚硬致密的保护层,其热导率较低,有显著的防火隔热效果。1.3.2主要设备、设备近年来,国内外生产厂家又研制生产出定型防火堵料,用于定型设计的孔洞的防火封堵,缩短工期,拆卸方便,既有有机型,也有无机型。另外还有采用膨胀防火板封堵孔隙的方法,即在孔洞两边采用螺丝钉分别固定两块已符合贯穿物或孔洞形状的膨胀防火板,内部不用其他任何材料便可起到膨胀防火封堵的目的,便于规范设计和施工,简单可行。1.4防火窗帘1.4.1工业建筑节能发展现状防火卷帘分为复合型防火卷帘和无机防火卷帘。自20世纪80年代开始逐步发展以来,经不断研制开发,产品质量不断提高,现已广泛应用于各种类型的现代化工业与民用建筑中。1.4.2防火有效：新的分工协艺新修订的《高层民用建筑设计防火规范》第5.4.4条中明确指出:“在设置防火墙确有困难的场所,可采用防火卷帘作防火分区分隔。”这表明,防火卷帘作为建筑物防火分隔或防火分区隔离物,可起防火隔断作用,从而使其成为建筑物中重要的不可缺少的消防设施之一。另外,还规定:“用于防火分区取代防火墙的防火性能时应采用特级防火卷帘而不设水幕保护。”这会大大降低工程造价,缩短工期,但也对防火分隔技术提出更高要求。近年来,防火卷帘生产厂家积极改进生产结构和生产工艺,以增强防火卷帘的适应性。如帘片和填料一次成型的流水线生产工艺,提高质量降低成本。近年来,随着高层及超高层建筑物中大跨度门洞、超高门洞的增多,用户转而需要重量轻、跨距大的新型卷帘,无机防火卷帘正是为满足这种需求而研发的新一代防火卷帘产品。由于其自重轻、卷轴挠度小,因此可加大卷帘的跨度。这种卷帘优点诸多,可为各种大型高层公共建筑防火分区的隔离提供理想的防火设备,应用前景十分广阔。1.5防火玻璃1.5.1内表面玻璃对策根据GB15763-1995的规定,我国防火玻璃分为建筑用防火玻璃及其他防火玻璃两大类,如防火门、防火窗、玻璃幕墙等防火分隔构件;船用防火玻璃,其外表面玻璃板是钢化安全玻璃,内表面玻璃板材可任意选择。据GB15763.1-2001《建筑用安全玻璃防火玻璃》的规定,建筑用防火玻璃按结构分为复合防火玻璃(FFB)和单片防火玻璃(DFB);按耐火性能分为A类(同时满足耐火完整性、耐火隔热性要求的防火玻璃)、B类(同时满足耐火完整性、热辐射强度要求的防火玻璃)和C类(满足耐火完整性要求的防火玻璃)。这三类防火玻璃按耐火等级可分为Ⅰ(≥90min)、Ⅱ(≥60min)、Ⅲ(≥45min)、Ⅳ(≥35min)。1.5.2国内防火玻璃生产技术我国防火玻璃是应国民经济的快速发展和人们对建筑物的防火与美观双重要求下而产生的新型建筑材料。在我国发展历史较短,其研究尚处起步阶段。目前我国防火玻璃主要以复合防火玻璃的生产为主,分为:防火夹层玻璃、薄涂型防火玻璃和防火夹丝玻璃。它们都存在各自的优缺点。总的来说,我国防火玻璃生产工艺较为简单,科技含量低,生产出来的防火玻璃耐火时间短,透明性不高,从而使其防火性与装饰性受到影响。如果这两个问题能够解决,其推广应用前景将十分广阔。1.6防消防门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世纪80年代中就研制出木质防火门,此类防火门采用岩棉或陶瓷棉,燃烧产物有毒性,既污染环境,又损害人体健康,不符合环保要求。为了克服这类防火门的缺点,天津消科所进行了技术攻关,于1997年研制成功新一代防火门板芯材料。这种材料具有耐火性能优良、无毒、无味、重量轻、整板实芯等特点,可以按门扇尺寸要求,经压机一次成型,实现机械化生产,从而保证防火门质量的稳定性。钢制防火门自重较大,坚固可靠,其用途与木质防火门一致,但安装不方便,生产工艺化程度低,不易形成流水线生产,且填充料均采用纤维类材料,不利于健康和环保。1.6.2防火门产品发展滞后近10年来,化工行业、建材行业飞速发展,新的复合材料层出不穷。然而从防火门的发展来看,目前的防火门产品仍主要以木质和钢质为主,材料、工艺均无实质变化,这在一定程度上表明防火门产品发展的滞后,这种滞后在装饰效果方面表现得尤为明显。另外,尽管木质防火门有许多优点,但由于生态原因,禁止砍伐后,其主体材料将面临危机,如何用其他适合材料或研制新材料来代替木材应是木质防火门生产在近期亟待解决的问题。因此,如何改进防火门产品的材质、更新工艺、使其防火性能更高、自重更轻、装饰性更强、安装更方便等问题,应引起广大有识之士的重视。2阻燃涂层材料的性能众所周知,现在常用的阻燃剂是以卤素体系为主,这类阻燃剂具有发烟量大、毒性大的缺点。近年来,国内对无卤型阻燃剂的研发日益重视。特别是在封闭体系条件下,强烈要求使用具有无烟、无毒或低烟、低毒等优点的阻燃剂。国内外阻燃技术的研究主要集中在开发无卤化和低发烟化新技术,我国许多研究者和生产厂商都致力于这方面的研发,并取得了突出成果,已有大量的无卤阻燃产品应用于各个领域。三聚氰胺磷酸盐(简称MP)及其衍生物自膨胀阻燃剂作为新型高效阻燃剂而成为研发的热点,其特点是:(1)水溶性极低;(2)热稳定性好;(3)MP及其衍生物阻燃性最佳。近年来,我国也开始把MP当做一种高效阻燃剂使用,大量用于防火涂料、阻燃塑料等制品中,使得MP具有了新的应用前景及广阔的市场。在实际应用中,三聚氰胺、聚磷酸铵、三聚氰胺磷酸盐各有优势。添加MP的防火涂料常用作底漆使用。MP不会造成腐蚀或不影响其防腐性。使用MP的价格高于聚磷酸铵,但其耐候性、耐蒸汽性以及涂层质量和在火灾中的保护时间都优于后者。MP中含有磷、氮化合物,它有助于在耐久性的保护涂料中提高耐腐蚀性,它不仅具有最佳的阻燃性能,而且具有极好的罐藏寿命,主要适合于户外使用的严酷条件,而且比其它膨胀化合物具有更高的连续炭化发泡层。因此,这些性能赋予了它突出的耐久型防火保护的特点。MP在防火板材中有广阔的应用前景。由于对防火板材防火要求的提高,大力发展阻燃防火板成为我国防火建材生产企业迫在眉睫的事情。在防火板材中,加入阻燃添加剂无疑是提高阻燃性的有效途径。但传统的阻燃剂在防火板材中含量较大时才能有效阻燃,而且在使用过程中常会发生阻燃剂析出现象,即盐析。美国有些专利报道了MP化合物加入制板材料中,可有效增强板材的阻燃性能,且在使用过程中,不会产生盐析现象,也因MP水溶性较低,也不会在使用过程中降低阻燃性,因而,MP可以作为防火材料的阻燃添加剂。随着科学技术的日新月异,国外防火建材产品也随之快速发展。日本新近开发出一种利用塑料废物和火山喷出物制造防火建材的新技术。该成果对于节约能源和废料再生资源化,是颇有意义的。与国外相比,我国在这方面的研究存在较大差距,这也是我国防火建材企业需要努力提高的方面。3绿色防火建材的概念随着环境污染的日益恶化和居住环境质量的降低,人们对生活中涉及自身健康的环境高度关注。人们开始关注身边的建筑材料及其对健康的影响,并渴望出现一种不影响人体健康和安全的绿色防火建材。绿色防火建材的涵义相当宽,大致可分为狭义和广义两种界说。狭义上,它指那些无毒、无害、无污染、不影响人和环境安全的建筑防火材料。而广义上则指采用清洁生产技术、少用天然资源和能源、大量使用工业或城市固态废弃物生产的无毒害、无污染、有利于人体健康的建筑防火材料,即要求绿色防火建材不仅在使用过程中达到健康要求,生产、再利用和废弃后的处理过程中都必须满足环保要求和“绿色”标准,从而与一般防火建材明显区别开来。3.1其他功能不含汞及其化合物绿色防火建材与传统防火建材相比具有如下的特点:采用低能耗制造工艺和不污染环境的生产技术;在产品配制或生产过程中,不使用甲醛、卤化物溶剂或芳香族碳氢化合物,产品中不含汞及其化合物,不使用铅、铬、镉及其化合物的颜料和添加剂;产品设计以改善生活环境、提高生活质量为宗旨,不仅不损害人体健康,还应对人体健康有益;产品应具备多方面的功能,如抗菌、防霉、防火、阻燃、除臭、消声、防射线、消磁等;产品可循环