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建筑防火安全与阻燃处理

 二鸣 2012-04-28
建筑防火安全与阻燃处理
hc360慧聪网消防行业频道 2003-08-27 14:40:22

    建筑火灾在世界各国的火灾中居首位,而科学技术和经济的发展又促使建筑向高空发展。高层建筑由于建筑楼梯间、管道井、电梯井、电缆井、排气道等各种竖井形成的烟囱效应,使其火灾危险性比一般建筑大得多。特别是近几年合成材料的迅猛发展,使新型化学建筑材料的使用量大大增加,进一步增大了建筑火灾的危险性,一旦发生火灾,容易造成火势迅速蔓延扩大,并产生大量有毒气体,增大了人员疏散和火灾扑救的难度。如1995313日辽宁省鞍山市鞍山商场发生的火灾,由于商场建筑内部通道和部分吊顶采用可燃材料装修,商场内存放大量可燃物,横向竖向都没有防火分隔物,火源引燃周围的可燃物质后,迅速形成立体火灾,酿成烧死35人、烧伤18人的特大火灾。可见,高层建筑火灾的预防除需具备相应的耐火等级、设置必备的消防设施外,对建筑用可燃材料,如装修装饰材料、保温隔声材料、管道材料、电气线缆材料等进行阻燃处理,对减少火灾的发生、控制火势的蔓延起到很大的作用。

2  建筑防火阻燃要求

    据统计,高层建筑火灾的发生和蔓延主要是建筑物内大量使用可燃材料引起的。因此,对其可燃性进行抑制和预防首先引起了高度重视。美国1953年就颁布了室内装饰品标准(DOCFF170DOCFF270),随后在1972年对电视机、电气产品、办公用品实施UL478标准,70年代末至80年代初实施了建筑生产用耐火塑料的联邦标准,1984年美国阻燃剂供应协会与国家标准局对聚合物材料的可燃性、火焰蔓延速度、使用和不使用阻燃剂的毒性进行了共同研究,用于预测火灾情况,确定救援时间;该研究结果可以解决覆面材料、家具、生活用品的选择问题。日本对31米以上的建筑、地下街道、剧院、旅馆、酒吧等公共设施所使用的窗帘、帷幕、地毯以及老弱病幼者使用的床上用品,规定必须达到相应的阻燃标准。在我国,1986年实行的《高层建筑消防管理规则》要求,宾馆、饭店、医院、办公楼、广播楼、电信楼、商业楼、教学楼、科研楼等内装修,应采用非燃或难燃材料;现行的《建筑设计防火规范》、《高层民用建筑设计防火规范》、《人民防空工程设计防火规范》要求管道和设备的保温材料、消声材料、粘结剂及电气设备的配电线路与电缆均应采用难燃和非燃材料,并不散发有毒物质和异味,不易变质。尤其是1995年施行的强制性国家标准《建筑内部装修设计防火规范》,对建筑内装修材料的使用做出了明确的规定。

3  建筑用可燃材料的火灾危险性与阻燃

31  内装修材料

    常用的建筑内装修材料主要有顶棚材料、墙面装修材料、地面装修材料、室内装饰物等。对于顶棚材料,《建筑设计防火规范》(GBJ 1687)和《高层民用建筑设计防火规范》(GB 5004595)均规定了耐火等级为一级的建筑物,其吊顶应为非燃烧体;耐火等级为二级的建

筑物,其吊顶为难燃烧体。按规范条文,吊顶内应没有可燃物,但从实际工程来看,出于装饰及特殊功能的需要,吊顶内常设置有可燃物,加之吊顶内电气设备及线缆较多,火灾隐患较大。因此,顶棚材料除采用无机不燃材料如混凝土材料、石膏材料、岩棉制品外,考虑到满足豪华装饰(石膏板、珍珠岩板、岩棉板等无机材料脆性大,装饰效果差)及特殊功能(保温、隔热、吸声)的需要,近几年很多建筑物的内部装修都采用钙塑板、铝塑板、PVC泡沫塑料、胶合板、纤维板、刨花板、纸面石膏板等有机材料作为顶棚的装饰材料[2]。这些塑料制品及木制品大多数是可燃的,起火后易产生大量的有害气体且不易扑灭,考虑到消防的安全要求,必须对其进行阻燃处理。目前,经过阻燃处理的顶棚材料主要有难燃胶合板、难燃中密度纤维板、难燃木材、难燃酚醛胶合板、难燃PVCPS泡沫吊顶板材等,可满足现行国家标准《建筑材料燃烧性能分级方法》(GB 862497)B1级要求,可作为二类建筑的顶棚材料。

对于墙面装修材料,出于美观及使用功能(如保温、隔声)的需要,主要采用各种类型的塑料壁纸、墙布、挂毯、胶合板、人造革、多彩涂料、PVC、增强树脂护墙板、瓷砖、不锈钢等,因其大部分具有可燃性,不能满足防火规范的要求,兼顾装修效果及使用的安全性,可使用阻燃制品。目前开发的阻燃制品有难燃胶合板、难燃壁纸、难燃塑料装饰板、难燃玻璃钢、难燃中密度纤维板、难燃双面刨花板、难燃墙布、阻燃模压木质复合板材、彩色阻燃人造板等,以及用阻燃漆和阻燃涂料进行表面处理的板材,可满足现行国家标准《建筑材料燃烧性能分级方法》(GB 862497)B1级要求,符合《建筑内部装修设计防火规范》(GB 5022295)对高层建筑内部墙面装修材料的防火要求。

地面装修材料主要有化纤及纯毛地毯、木质地板、PVC、环氧、PU泡沫塑料地板、水泥刨花板、氯丁橡胶地板等。木质地板、环氧、PU泡沫塑料地板尽管可燃性大,但目前达到规范规定的该类阻燃制品较多,选择性较大。化纤及羊毛地毯可通过阻燃改性、接枝改性、阻燃涂布、阻燃喷雾、阻燃浸渍、阻燃浸轧焙烘等方法,使其符合规定的现行国家标准《铺地材料临界辐射通量的测定辐射热源法》及《建筑材料燃烧性能分级方法》(GB 862497)B1B2级的要求,满足规范对地面装修材料的要求。

 室内装饰物包括窗帘、幕布、床罩、沙发、床上用品、家具装饰布、灯饰、挂毯等,设计人员在进行设计时,往往只注意色彩、质感等装饰效果,却很少考虑其防火问题。实际上由装饰织物引起的火灾正在不断增加。本着“保障安全、经济合理、实用美观”的原则,要求高层建筑内装饰织物符合现行国家标准《纺织织物阻燃性能测试垂直法》及《建筑材料燃烧性能分级方法》B1B2级要求。目前对纺织织物的阻燃处理,主要有适用于天然纤维阻燃一整理工艺的Banflam法、Pyrovatex CP法、THP/酰胺法、Proban法;对合成纤维则多采用原丝改性的方法,通过共聚、共混、接枝,把阻燃元素引入到纤维分子中。

32  管道材料、电气设备线缆材料

    化学管道及配件材料主要有ABS树脂、环氧(涂材)HDPELDPEPVC、聚丙烯、聚苯乙烯、增强聚酯等。这些材料质轻、价廉、防水防潮、耐腐蚀、耐冲击、容易加工且不受气温的影响,已广泛用在建筑物中给排水、天然气和煤气输送管道及管道保温材料。除硬质PVC(高温分解会产生有毒气体)管材外,其它材料均易燃烧且会释放出大量的烟、毒气体,在建筑物内能通过管道穿过的地板、墙、天花板迅速蔓延。由于《建筑设计防火规范》和《高层民用建筑设计防火规范》仅对通风、空气调节系统的风管规定使用非燃烧材料,对管道和设备的保温材料、消声材料及黏合剂规定应用非燃材料或难燃材料。因此,尽管近几年化学管材的阻燃处理已受到人们的关注[3],并已开发出性能优异的ABS、聚丙烯、聚苯乙烯等阻燃制品,但目前高层建筑内使用的阻燃化学管材相当有限。

    电线电缆的被覆材料通常为高分子材料PVCPPEVAEEAVLDPE等,因其易燃,国内外都发生过许多起电线电缆火灾事故,特别是高层建筑的电缆竖井形成的烟囱效应,使电缆燃烧更加迅猛,此外电线、电缆燃烧会散发出大量的烟和有毒气体,严重威胁人们的生命安全。70年代起,国外就开发出阻燃电缆并逐步制定出相应的试验标准,按阻燃特性[4]可分为一般阻燃电缆(电缆燃烧性能达到IEC 3321试验要求,对HCl气体腐蚀性及发烟量不作要求),低烟、低卤阻燃电缆(燃烧性能符合IEC3322试验要求,酸气逸出量5%~l0),无卤阻燃电缆(不产生卤素气体,酸度指数为05)。目前,阻燃电线电缆已广泛用在建筑物、电力系统及特殊设备中。

4  建筑用可燃材料阻燃、防火安全发展趋势

41  尽可能的选用耐燃、低发烟的高分子材料

    聚合物材料的阻燃尽管能延缓材料的燃烧速度,但不能从根本上阻止燃烧,特别是某些阻燃剂还会增加烟雾及毒气的释放,因而,选用本身耐燃、发烟低的高分子材料是未来的发展趋势。在工程塑料中,部分具有良好的耐燃性,如聚醚酮类、聚硫醚类、聚砜类、聚酰亚胺类等,但由于价格较高难以用于建筑领域而主要用在特殊领域。目前提高建筑领域可燃材料耐燃性,开发低发烟阻燃材料的主要方法是将阻燃剂与聚合物单体进行接枝、共聚,与不燃性的聚合物分子交联及经过特殊处理改变聚合物分子结构。在赋予聚合物永久阻燃性的同时降低发烟量,减少阻燃剂与聚合物的不相容性,保持聚合物原有的优异性能。但是,由于加工工艺复杂,阻燃技术含量要求高,目前在阻燃产品市场占用量较少,一段时间内,还形不成主流产品。

42  开发抑烟剂,推广使用低烟毒材料

    阻燃材料在建筑物内使用,可最大限度的减少现代建筑火灾隐患,但使用阻燃剂虽可降低可燃性,减少火灾发生的可能性,却不一定能减少烟气及毒性,而烟、毒是火灾中最具危险的有害因素,因而研究如何合理的选择阻燃剂和阻燃体系,降低材料燃烧时的烟量

及有毒气体量,成为近年来阻燃领域中的重点研究课题之一[5]。目前采用的途径有两个:一是采用本身生烟量较少的聚合物(耐燃性、难燃性的聚合物,与阻燃剂接枝、共聚的聚合物及聚合物的巨大分子化),二是加入抑烟剂使材料的生烟量降低。前者因技术要求高、应用相当有限,后者相对而言简便易行、经济实用。目前采用的抑烟剂主要以金属氧化物、过渡金属氧化物为主,如锌、钼化合物(三氧化钼、钼酸铵)及其复配物、镁—锌复合物、二茂铁、氧化锡、氧化铜等。此外,某些无机填料(Al(OH)3Mg(OH)2)同时具有阻燃抑烟的功效,膨胀型阻燃剂的多孔炭层也具有阻燃和抑烟的双重作用,成为实现低烟、低毒最有希望的途径之一。但目前对抑烟剂的研究还存在许多未解决的问题,对有些聚合物材料,缺乏有效且实用的抑烟剂。

   43  制定烟毒释放标准,通过立法确保实施

    高层建筑火灾中的死亡事故,70%~80%是由于有毒气体和烟的窒息造成的。由于烟雾毒气的危害严重,国内外80年代以来开始注重烟雾、毒气的释放标准工作,如美国纽约州和加州率先通过立法,对某些用作建筑材料的阻燃塑料,要求进行燃烧产物动物毒性

试验及测定燃烧产物中卤化物的浓度;日本宣布了电缆在燃烧时不能释放酸性气体的指令;英国、挪威、澳大利亚也制定或颁布法令,对某些制品进行燃烧毒性试验或对某些制品使用释放的酸性气体进行规定。我国已将减少高分子材料燃烧时产生烟雾及有毒气体的问题提到日程上来,国家标准《建筑内部装修设计防火规范》(GB 5022295)中规定,作为常用内部装修材料使用的塑料材料,其燃烧等级大部分应达B1级;国家标准《建筑材料燃烧性能分级方法》(GB 862497)要求,Bl级材料的烟密度等级(SDR)GBT 8627测试应≤75,电线、电缆套管及管道隔热保温用泡沫塑料其烟密度等级(SDR)也应≤75,烟密度等级已成为难燃材料的判据之一。

    5  结束语

    建筑物内可燃材料的使用是构成建筑火灾威胁的重要因素之一。采用阻燃化的方法对可燃材料进行处理,使其变成难燃材料是降低建筑火灾危险性的重要措施,适时可行、有严格要求的技术规范是保证其阻燃措施落实的重要手段。结合建筑物消防安全设计和建

筑材料阻燃要求,制定建筑材料烟毒释放标准,开发、生产阻燃、低烟的防火材料,加强消防安全监督管理,可从根本上预防建筑物火灾威胁,给人民生命财产安全提供安全保证。

信息来源:《消防技术与产品信息06》 
 

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