3D打印建筑防火细则

3D打印建筑防火细则一、材料选择与性能要求（一）基材防火性能分级3D打印建筑基材需满足《建筑材料及制品燃烧性能分级》（GB8624）的A级（不燃）或B1级（难燃）要求。常用防火基材包括：耐火混凝土：以硅酸盐水泥为胶凝材料，掺入矿渣、粉煤灰等掺合料，添加玄武岩纤维或聚丙烯纤维增强，需通过GB/T5464不燃性测试，燃烧热值≤2.0MJ/kg。纤维增强复合材料：采用玻璃纤维、碳纤维等无机纤维与水泥基材料复合，层间粘结强度≥1.5MPa，高温（600℃）下残余强度保持率≥60%。特种聚合物：仅限添加氢氧化铝、氢氧化镁等阻燃剂的改性材料，氧指数≥32%，烟密度等级（SDR）≤75，且需通过GB/T20284毒性测试，确保燃烧产物无剧毒物质释放。（二）材料适配性要求工艺兼容性：材料需满足3D打印流动性要求，坍落度控制在180-220mm，初凝时间≥4小时，避免打印过程中出现堵管或层间开裂。热稳定性：在800℃高温下，材料线膨胀系数≤1.5×10⁻⁵/℃，避免因热应力导致结构变形。孔隙率控制：打印成型后材料内部孔隙率≤15%，防止形成热传导通道，可通过调整打印压力（0.8-1.2MPa）和喷头温度（50-60℃）优化。二、结构设计防火规范（一）防火分区与分隔分区面积：参照《建筑设计防火规范》（GB50016），3D打印民用建筑防火分区最大允许建筑面积：一类高层民用建筑：≤1500㎡（设置自动灭火系统时可增加1倍）单、多层民用建筑：≤2500㎡（设置自动灭火系统时可增加1倍）分隔构造：防火墙：采用3D打印实心墙体，厚度≥240mm，耐火极限≥3.00h，需设置防火挑檐（宽度≥1m，长度≥防火墙两侧各2m）。防火门：选用钢制或无机复合防火门，耐火极限≥1.50h，门框与墙体缝隙需用防火密封胶填充，密封性能需满足GB/T12753要求。（二）层间防火构造层间粘结处理：打印过程中每层需喷涂界面剂（如水泥基渗透结晶型涂料），喷涂量≥0.3kg/㎡，确保层间粘结强度≥1.2MPa，高温下（600℃）粘结失效时间≥90分钟。空腔封堵：对于网格状或镂空打印结构，内部空腔需填充防火岩棉（密度≥120kg/m³，导热系数≤0.04W/(m·K)），填充率≥95%，并采用防火板（厚度≥10mm）封闭。（三）特殊部位设计楼梯间与疏散通道：疏散楼梯：采用3D打印实心楼梯，踏步耐火极限≥1.50h，梯段宽度≥1.1m，扶手采用不燃材料（如不锈钢）。疏散指示：在打印墙体中预埋应急照明线路，指示灯间距≤20m，地面最低水平照度≥5.0lx。管道井与电缆井：井壁：采用3D打印耐火混凝土，厚度≥120mm，耐火极限≥2.00h。封堵：每层楼板处用防火封堵材料（如防火包、防火泥）密封，密封厚度≥100mm，耐火极限≥1.50h。三、施工标准与质量控制（一）打印工艺参数控制工艺参数控制范围防火性能影响打印速度150-200mm/s过快易导致层间粘结不牢，增加火灾风险喷头温度50-60℃过高会加速材料水分蒸发，降低强度层厚20-30mm过厚易产生内部缺陷，影响耐火性能打印压力0.8-1.2MPa过低会导致材料密实度不足（二）防火涂料施工涂料选择：优先选用膨胀型防火涂料（如NCB型），涂层厚度≥3mm，干燥时间≤24h，需通过GB14907附着力测试（划格法≥1级）。施工要求：基层处理：打印墙体表面需打磨平整，去除浮浆和毛刺，粗糙度Ra≤6.3μm。涂刷方式：采用喷涂或滚涂，每遍厚度≤1mm，间隔时间≥8h，确保涂层均匀无流淌。（三）隐蔽工程验收层间粘结检测：每500㎡抽取1组试样（每组3个），进行拉伸粘结强度测试，测试值≥1.0MPa为合格。空腔填充检查：采用超声波探伤仪检测填充密度，空洞面积≤0.5%为合格，不合格部位需返工处理。四、防火性能测试方法（一）材料性能测试燃烧性能测试：不燃性测试（GB/T5464）：试样尺寸100mm×100mm×100mm，加热至750℃，持续30min，质量损失率≤50%，温升≤50℃为A级。烟密度测试（GB/T8627）：采用NBS烟箱法，试样燃烧3min后烟密度等级（SDR）≤75为合格。高温力学性能测试：残余强度测试：将试样加热至800℃，保温1h后冷却至室温，测试抗压强度，残余强度保持率≥45%为合格。热变形测试：采用热机械分析仪（TMA），升温速率5℃/min，测量试样在400℃时的变形率，变形率≤0.5%为合格。（二）结构耐火测试耐火极限测试：参照ASTME119标准，试样尺寸为实际构件尺寸的1/2（最小不小于1m×1m），炉内温度按标准升温曲线（T=925log₁₀(8t+1)+20）控制，记录试样失去承载能力、完整性或隔热性的时间：承重墙：耐火极限≥3.00h柱：耐火极限≥2.50h楼板：耐火极限≥1.50h火灾蔓延测试：采用ISO9705全尺寸房间火灾试验，点燃火源（500kW）后，记录火焰蔓延到试样表面的时间，蔓延速度≤0.1m/min为合格。五、防火系统集成要求（一）自动灭火系统喷淋系统：喷头布置：在3D打印天花板上预留喷头接口，间距≤3.6m，距墙≤1.8m，喷头动作温度为68℃（红色玻璃球）。管道安装：采用热浸镀锌钢管，管径≥DN100，管道与墙体连接部位需设置防火套管（长度≥300mm）。气体灭火系统：适用场所：电子设备间、档案库等，采用七氟丙烷灭火系统，设计浓度≥8%，喷放时间≤10s。（二）防排烟系统自然排烟：排烟窗：在打印外墙顶部设置可开启外窗，有效排烟面积≥该房间面积的2%，开启角度≥30°。防烟楼梯间：需设置前室，前室可开启外窗面积≥2㎡。机械排烟：排烟风机：选用离心式风机，排烟量≥60m³/(h·㎡)，风机入口处设置280℃防火阀，与风机联动关闭。（三）火灾自动报警系统探测器布置：感烟探测器：间距≤15m，距墙≤7.5m，在3D打印吊顶内设置时需采用吸顶式安装。手动报警按钮：间距≤30m，安装高度1.3-1.5m，与打印墙体连接需牢固。联动控制：火灾确认后，自动关闭防火卷帘（下降至距地面1.8m处），开启排烟风机和正压送风机。应急照明和疏散指示系统需在5s内自动切换为应急电源供电。六、验收与维护标准（一）竣工验收要求资料审查：需提供材料燃烧性能检测报告、结构耐火极限测试报告、隐蔽工程验收记录等文件。现场抽样检测：随机抽取3处打印墙体，进行钻芯取样（直径100mm），测试芯样抗压强度，平均值≥设计强度的95%。检查防火涂料厚度，采用涂层测厚仪检测，每个构件检测5点，平均值≥设计厚度的90%。（二）维护管理规范定期检查：每月检查防火门关闭情况、防火涂料有无开裂脱落。每季度测试自动灭火系统和火灾报警系统功能。维修要求：防火涂料局部破损面积≤1%时，可采用同类型