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第13章 -建筑防火知识.pptx

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1、第一章 概述第一节 建筑火灾及其防火技术措施一、建筑火灾的特点 通常,建筑火灾最初发生在建筑物内的某个房间或局部区域,然后由此蔓延到相邻房间或区域,以至整个楼层。 根据室内火灾温度会随时间变化的特点,可以将火灾发展过程分为四个阶段: 火灾初起阶段 火灾发展阶段 火灾猛烈阶段 火灾熄灭阶段 1.火灾初起阶段 室内发生火灾后,最初只是起火部位及其周围可燃物着火燃烧。这时的燃烧如同在敞开的空间里进行一样。在局部燃烧形成之后,可能会出现下列三种情况之一: 在门窗关闭,通风供氧不足的情况下,最初着火的可燃物质自行燃烧完,而未引燃其他的可燃物质。尤其是最初着火的可燃物质处在隔离的情况下。 在通风供氧严重不

2、足的情况下,火灾会自行熄灭,或以很慢的燃烧速度继续燃烧。 如果有足够多的可燃物质,而且具有良好的通风条件,室内可燃物质(家具、衣物等)会逐步被引燃,从而使室内火灾进入到发展阶段。 特点:燃烧范围不大,建筑物本身尚未燃烧,燃烧仅限于初始起火点附近;室内温度差别大,仅在燃烧区域及其附近存在高温,室内平均温度低;燃烧蔓延速度较慢,在蔓延过程中,火势不稳定;燃烧蔓延时间因着火源、可燃物质性质和分布、通风条件影响而差别很大。 表明,火灾初起阶段是灭火的最有利时机,应设法争取尽早发现火灾,把火灾及时控制消灭在该阶段。 2.火灾发展阶段 在火灾初起阶段后期,火灾范围迅速扩大,除室内的家具、衣物等卷入燃烧之外

3、,建筑物的可燃装修材料由局部燃烧迅速扩大,室内温度上升很快,当达到室内固体可燃物表面燃烧的温度时,被高温烘烤分解、挥发出的可燃气体可能使整个房间都充满火焰。3.火灾猛烈阶段 室内所有可燃物质都在猛烈燃烧,放热量很大,因而房间内温度迅速升高,并出现持续性高温,最高温度可达11001200。火焰、高温烟气从房间的开口大量喷出,使火灾蔓延到建筑物的其他部分。室内高温对建筑构件产生的热作用越来越强烈,使建筑构件的承载能力不断下降,甚至造成建筑物局部或整体坍塌。 耐火等级高的建筑物通常在起火后,由于其房间四周墙壁和楼板坚固,不易被烧穿,因此发生火灾时房间通风口会因门窗上玻璃破碎有所增大。火灾进入猛烈燃烧

4、阶段后,其通风口的大小没有大的变化,室内燃烧大多由通风条件控制,因而室内火灾保持着稳定的燃烧状态。火灾猛烈阶段的持续时间长短取决于室内可燃物的性质和数量,以及通风条件等因素。 为了减少火灾损失,针对火灾猛烈阶段的特点,在建筑防火设计中采取的主要措施是: 在建筑物内设置具有耐火性能的防火分隔物,把火灾控制在一定的范围之内,防止火灾大面积蔓延; 选用耐火性能较好的建筑结构作为建筑物的承重体系,确保建筑物发生火灾时不坍塌,为火灾时人员的安全疏散、火灾扑救及火灾后建筑物修复使用创造条件。4.火灾熄灭阶段 在火灾猛烈阶段后期,随着室内可燃物数量的不断减少,燃烧速度减慢,温度逐渐下降,火灾进入熄灭阶段。随

5、后,室内温度下降明显,直到把室内的全部可燃物烧完,逐步恢复正常室内温度。 该阶段前期,燃烧仍然比较猛烈,火灾温度仍很高。 针对该阶段特点,应注意防止建筑构件因较长时间受高温烧烤和灭火时水的冷却作用而出现裂缝、下沉、倾斜或坍塌,确保消防人员的人身安全。二、建筑防火技术措施 人类在长期的建筑防火、灭火实践中,总结了建筑火灾正反两方面的经验教训,逐渐掌握了建筑物起火、燃烧蔓延的基本规律,并可以根据建筑物的特点,初步预测火灾的发生、发展、蔓延的规律及火灾的规模,在此基础上,总结出了建筑设计防火所应遵循的法则,即建筑设计防火规范、高层民用建筑设计防火规范等。 这些规范的主要内容可以归纳为以下几个方面:1

6、.建筑总平面防火是防止火灾对相邻建、构筑物造成危害,使消防车辆及相关救助设施在火灾中能顺利完成好救助工作的外部条件。要求: 在总平面设计中,根据建筑物使用性质、火灾危险性、地形、地势和风向等因素,进行合理布局,尽量避免建筑物相互之间构成火灾威胁和发生爆炸后可能造成的严重后果。2.建筑物耐火等级的划分与选择 建筑物耐火等级的划分,是建筑防火技术措施中最基本的措施之一,它要求建筑物在火灾高温的持续作用下,墙、柱、梁、楼板、屋顶、搂梯、吊顶等基本建筑构件,能在一定的时间内不破坏、不传播火焰,从而起到延缓或阻止火势蔓延的作用,并为疏散人员、抢救物资和扑灭火灾赢得时间。 我国的建筑设计防火规范把建筑物的

7、耐火等级划分为: 一、二、三、四级。 建筑物的耐火等级取决于组成该建筑物的建筑构件的燃烧性能和最低耐火极限。 在建筑设计或建筑设计防火审核过程中,对建筑物耐火等级的选择和确定,是建筑防火技术措施内容之一。 对于民用建筑,其建筑物耐火等级的选择和确定,主要根据建筑物本身的使用性质、类别和是否是高层建筑等来选择和确定; 对于厂、库房则应根据其生产和储存物品的火灾危险性类别,正确选择和确定它们应采用的耐火等级。 3.合理划分防火分区、防烟分区,设置防火分隔物、挡烟垂壁 在建筑物中采用耐火性较好的分隔物将建筑物空间分隔成若干区域的防火技术措施,称为划分防火分区,它的主要作用和目的就是一旦某一区域起火,

8、通过防火分隔物将火灾控制在局部区域内,阻止火灾在水平和垂直方向的蔓延。对于某些建筑物(高层建筑、地下建筑等),需要设置挡烟设施(挡烟垂壁、挡烟梁、隔墙)划分防烟分区,将烟气控制在一定范围内,以便用排烟设施将其排出,保证人员安全疏散和便于消防扑救工作顺利进行。4.采取安全疏散措施 建筑物发生火灾时,为避免室内人员由于火烧、烟气中毒和房屋坍塌而遭到伤害,使建筑物内的人员和物资及时地撤离出去。同时,也为了能使消防人员迅速接近起火部位,就必须采取安全疏散措施,确定安全出口数量、宽度,楼梯间型式(如敞开、封闭、防烟等)确定疏散距离、宽度,设置疏散指示标志等。5.室内装修防火 在建筑火灾中,由于装修材料所

9、引起或因为装修材料而蔓延扩大成灾的屡见不鲜,同时,由于装修材料燃烧后产生的烟雾和毒气致死人员的数量也越来越多。 要正确处理装修效果和使用安全的矛盾,根据建筑物的使用性质、规模,对建筑物的不同装修部位,采用相应燃烧性能的装修材料并且积极选用不燃烧材料和难燃烧材料,做到安全适用、技术先进、经济合理。6.通风、空调系统防火和建筑防排烟措施 建筑工程安装的通风、空调系统不仅有可能引起火灾,而且由于这些设备的管道与各楼层、各房间直接相通,垂直和水平纵横交叉,起火时便成为蔓延传播烟火的重要渠道,因此,针对建筑工程中通风、空调系统,应采取许多防火技术措施,以避免因通风、空调系统引发火灾或蔓延火势。 根据国内

10、外火灾统计,因火灾而伤亡者,大多数是烟气所致。为此,建筑防火中如何使火灾烟气少产生甚至不产生;如何将火灾烟气控制在火灾发源地而不蔓延出去;如何使火灾烟气迅速地最大限度地排除到安全的地方;如何使疏散通道成为防烟安全区域,就是制订防排烟技术措施的根本目的和任务。7.工业建筑防爆 在一些生产、使用或储存易燃液体、可燃气体、蒸气或可燃粉尘等能与空气形成爆炸性混合物的厂(库)房,当爆炸性混合物达到爆炸浓度,遇到火源就能引起爆炸。 这种爆炸能够在瞬间释放出巨大的能量,使建筑物、生产设备遭到破坏,造成人员伤亡。对于上述有爆炸危险的厂房、仓库,为了防止爆炸事故的发生,减少爆炸事故造成的损失,要从建筑平面与空间

11、布置、建筑结构和建筑设备等方面采取防火防爆的措施。8.设置必要的建筑消防设施 建(构)筑物一旦发生火灾,就要迅速报警,报警早,火灾损失和人员伤亡就少,甚至不会造成人员伤亡。 为此,有些建(构)筑物按照国家建设工程消防技术标准需要设置火灾自动报警系统或可燃气体检漏报警系统。为了在发生火灾后,及时扑灭火灾,为成功扑救火灾创造有利的条件,达到自防自救的目的,根据国家建设工程消防技术标准要求设置必要的消火栓灭火系统、自动喷水灭火系统、气体灭火系统、泡沫灭火系统等,其设置范围主要按照建(构)筑物的使用性质、防护区的有关条件以及建(构)筑物的规模、建筑高度、火灾危险等级等确定。 第十三章 建筑材料防火技术

12、第一节 建筑材料对火的反应特性第二节 阻燃技术及防火涂料第三节 建筑内部装修防火第四节 钢、木结构的防火措施第五节 防火涂料的施工要求第一节 建筑材料对火的反应特性一、建筑材料的分类 在建筑工程中,各种建筑材料的性质、性能、规格、品种等因素将直接影响房屋的使用、坚固和耐久性,也影响着建筑的结构形式和施工方法。 尤其是建筑材料的耐火性能决定了建筑物的耐火等级;建筑材料的燃烧性能是决定起火难易程度及火灾扩大蔓延速度的基本因素之一。1.按照基本成份,建筑材料的分类如表所示。 表 建筑材料按基本成分的分类金属材料 黑色金属 钢、铁 有色金属 铝、铜、铅及其合金等 非金属材料 无机材料 天然石材 花岗岩

13、、石灰岩、大理岩等 烧土制品及及玻璃 砖瓦、陶瓷、玻璃等 胶凝材料 气硬性胶凝材料 石灰、石膏、水玻璃 水硬性胶凝材料各种水泥 以胶凝材料为基料的人造石 混凝土砂浆石棉水泥制品硅酸盐建筑制品 有机材料 木材、沥青、涂料、橡胶等 复合材料 金属非金属材料非金属金属材料无机有机材料、有机无机材料 2.按其在建筑中的主要用途可分为: 结构材料 构造材料 防水材料 地面材料 饰面材料 绝热材料 吸声材料、 卫生工程材料 其他特殊材料。3.按照燃烧性能可分为: 不燃性建筑材料(A级)、 难燃性建筑材料(Bl级)、 可燃性建筑材料(B2级) 易燃性建筑材料(B3级)四级。 建筑材料的燃烧性能依据其在明火或

14、高温作用下,材料表面的着火性和火焰传播性、发烟、炭化、失重以及毒性生成物的产生等特性来衡量。(1)不燃性建筑材料(A级) 不燃性建筑材料(A级)是指按GB5464检验方法对建筑材料进行检验,若试样表面、试样中心、炉内的平均温升未超过50,平均持续燃烧时间不超过20s,平均失重未超过原试样的50,则该材料可定为不燃性建筑材料。(2)难燃性建筑材料(Bl级) 难燃性建筑材料(Bl级)是指按GB8625检验方法对建筑材料进行检验,若试样燃烧的剩余长度平均值大于150mm,其中没有一个试样的燃烧剩余长度为零。且没有一组试验的平均烟气温度超过200,则该材料可定为难燃性建筑材料。(3) 可燃性建筑材料(

15、B2级) 可燃性建筑材料(B2级)是指按GB8626检验方法对建筑材料进行检验,若试样符合下述规定均可确定为可燃性建筑材料,一是对下边缘未加保护的试件,在底边缘点火开始后的20s内,五个试件火焰尖头均未到达刻度线;二是下边缘加以保护的试件,除符合上述规定外,在附加一组表面点火试验,在点火开始后的20s内,五个试件火焰尖头均未到达刻度线。(4)易燃性建筑材料(B3级) 易燃性建筑材料(B3级)是指当建筑材料按GB8626试验方法进行检验未通过时,即可定为易燃性建筑材料。 金属材料和无机材料属于不燃性建筑材料,如钢、铁、砖瓦、陶瓷等; 有机材料属于可燃性建筑材料,如木材、沥青、塑料等; 复合材料属

16、于难燃性建筑材料。建筑材料燃烧性能分级方法GB8624-2006将建筑材料按照燃烧性能可以分为: A1级、A2级-对应老规范A级 B级、C级-对应老规范B1级 D级、E级-对应老规范B2级 和F级。 -对应老规范B3级 见表13-2。二、主要建筑材料对火的反应 建筑材料的耐火性能是指材料在受到火烧或高温作用下的燃烧性能和抵抗火烧的时间长短。一般来讲,不燃性建筑材料具有较好的耐火性能,如混凝土、砖瓦等。但有些材料虽具有不燃性,但在火灾的高温作用下,材料的温度升高到某一范围(或到达某一级限值)时,强度便大幅度的下降。如钢材在20时强度为4500kgcm2,在485时为2780kgcm2,几乎降到原

17、来的50,而到614时,钢材强度就只有700kgcm2,几乎失去承载能力。 为了提高金属结构的耐火性能,就必须设法推迟金属结构材料达到极限温度的时间,其方法是在构件表面粘隔热的保护层。 (一)木材 木材在建筑上多用作建筑结构材料和装饰装修材料。1.木材起火燃烧形式 (1)用明火点燃 木材是可燃性的建筑材料。木材在温度升高的同时分解出可燃气体。不断地用明火加热,木材将连续地分解可燃气体。当分解的可燃气体达到一定的浓度(爆炸下限)以后,便开始燃烧。这种用明火加热使木材发焰燃烧的现象,叫点燃。明火点燃的最低温度,叫燃点。 一般条件下,木材的燃点介于240270之间,略低于无焰燃烧温度。(2)加热自燃

18、 加热自燃,是在火焰与可燃物接触不到的条件下,靠火焰热辐射使周围的可燃材料受热、分解、升温并达到可燃物发火自燃的温度,使之发火自燃。 木材自燃的温度在400700之间。 一般有机可燃物大多受热后放热,并在到达某一温度以后,还要进一步提高放热的速度使自身的温度不断上升,木材温度达到210以后,停止外部加热,并把它维持2030min左右,木材的放热速度同样也可以迅速提高,这就是说,温度虽然不高,仅仅到达2l0的木材,由于通风散热的条件不好,使木材在较低温的条件下,也存在着发热起火的危险。2.木材燃烧的速度 木材燃烧的速度,是用木材颜色的变黑,即炭化扩展的深度来计算。木材燃烧速度的单位采用mmmin

19、。 实验表明,木材本色与炭化层黑色之间分界处的温度,约等于300。 影响木材燃烧速度的因素: 木材的密度大时,燃烧的速度缓慢;木材的湿度大时,燃烧的速度也缓慢。 木材受热的温度高,而且通风供氧的条件良好时,木材的燃烧速度也将加快。 得出:木材是易燃的建筑材料,故在有火灾危险的地方,要做好木材的防火处理。 木材的防火处理,通常是将防火涂料涂刷于木材表面,也可把木材放入防火涂料槽内浸渍。以增强木材的耐火性能。 (二)人造木板 人造木板是以木材为主要原料,或以加工过程中剩下的边皮、碎料、刨花、木屑等废料进行加工处理而制成的板材。 在建筑上广泛用作装饰材料、吸声材料等。品种主要有胶合板、纤维板、木丝板

20、和刨花板。 1.胶合板 常用阔叶树薄板纵横胶结压成,有3层、5层、7层等厚之分。其燃烧性能与粘合剂有关。使用酚醛树脂,三聚氰铵树脂作粘合剂的,防火性好,不易燃烧。使用尿素树脂作粘合剂的,因其中掺有面粉,所以防火性差,易于燃烧。 难燃胶合板,是用磷酸铵、硼酸和氯化铅等阻燃剂浸渍过的薄板制造的。 2.纤维板 燃烧性取决于粘合剂。使用无机粘合剂,得到难燃的纤维板,随着使用不同树脂作粘合剂,得到易燃或难燃的纤维板。3.复合板 复合板是根据质轻、隔热、高强及经济等条件,设计制造的一种新型板材,是由板心材和板面材组成的。 从防火要求来讲,面材应采用耐火,难燃及导热性差的板材。板心材应采用难燃、耐热的材料。

21、4.木丝板、刨花板 木丝板、刨花板是以木丝或刨花与水泥混合、压制而成的是易燃材料的难燃处理。(三)金属材料 金属材料因其具有较好的抗拉、抗压强度,大量地用于建筑上。 钢材在建筑上主要用作结构材料。 钢材的变形极限温度720733,在此高温条件下,结构将出现明显的热膨胀和桁架变形,以致造成局部或整幢房屋建筑的烧损性倒塌。 当火灾温度控制在600以下时,钢材强度虽然稍有下降,只要稍加修理和加固,仍可重新恢复到受火灾前的强度,重新使用。 用钢材作为结构材料,都应用耐火性能好的建筑材料加以保护,以免钢材直接受到火烧。 铝、铅、锌、铜等非钢制品的金属材料,在现代建筑中,大量用作室内装修和设备,具有不燃性

22、,但根据火灾规模大小的不同,相应地会出现不同程度的强度下降和变形;(四)混凝土和钢筋混凝土1.普通混凝土 普通混凝土是由水泥、砂、石和水按一定比例配合,经养护硬化后,制成的人工石材。水泥为胶结料,砂、石为骨料。 混凝土在高温作用下,温度不超过300时,强度变化不明显;温度在400500时,开始出现裂缝,强度下降50;温度在600700时,强度下降较多;温度在800900时混凝土酥裂破坏,强度几乎丧失。 混凝土的耐火性主要取决于它的骨料和水泥。骨料与水泥之间,由于温度变形不同,而促使内部结构酥裂破坏造成混凝土强度降低。实验表明:石灰石骨料比花岗石骨料混凝土耐火,水泥用量少比水泥用量多的耐火,水泥

23、标号高比水泥标号低的耐火。2.加气混凝土 加气混凝土是采用水泥、磨油的水淬矿渣和细纱三种原料加水调成稠浆,并加铝粉产生气泡,使体积膨胀,等凝固后切割成型,经高压蒸气养护而制成。主要用作屋面和墙体构件,也可作楼板。 加气混凝土在高温作用下,隔热性能良好。加气混凝土比较耐高温。在600700的高温作用下,强度一般不会降低,但当温度大于800时就会产生严重的龟裂,使强度急剧下降。加气混凝土经大火烧烤后,一般都不能再继续使用。3.钢筋混凝土 普通混凝土的抗压性能好,但抗拉性能较差,一般只有抗压强度的十分之一。钢筋的抗拉性能极好,将钢筋放置在混凝土构件的受拉区,拉力由钢筋来承受,混凝土则主要承受压力,这

24、样钢筋靠混凝土的粘着力,双方共同工作,从而提高了构件的抗压、抗拉能力,同时也发挥了材料的各自性能和特点。 钢筋混凝土是比较耐火的,钢筋外包着混凝土起到了保护层的作用,不致因燃烧而很快达到钢筋的危险温度。在受热温度低于400时,钢筋与混凝土两者尚能共同工作。温度继续升高,表面混凝土酥裂构件变形加大,两者的粘着力受到破坏,钢筋失去保护层,从而使构件承载力下降甚至垮掉。4.预应力钢筋混凝土 所谓预应力钢筋混凝土,就是在外荷载作用之前,先对混凝土中的钢筋预加应力,造成人为的应力状态,使它能在外荷载作用以后,部分地或全部地抵消外荷载引起的应力,从而使构件在使用阶段的拉应力显著减少,延缓或避免裂缝的出现。

25、 预应力钢筋混凝土比普通钢筋混凝土构件的耐火性能差。当预应力钢筋混凝土构件加热到200时,其预应力减少4550,加热到300时,就会失去全部预加应力。(五)塑料材料 塑料制品主要用于室内装修和设备上,如地面砖、地板革、壁纸、天花板、防水、隔热材料等。塑料是以合成树脂为主要原料,加入填充剂、增塑剂、润滑剂、颜料等制成的一种高分子有机物。 目前,塑料大致可分为热塑性树脂和热硬化性树脂。前者大约在100软化变形,容易热分解;后者在100150软化,两者超过300开始燃烧。 塑料是一种高分子合成材料,含碳量比木材高得多,燃烧时其发热量也高,比相同数量的木材燃烧时烧损程度严重。同时,塑料燃烧时产生的烟气

26、,含有一定的氢氰酸和氨等有毒气体,对人的生命会造成危害。建筑中大量使用塑料,在火灾条件下,会严重影响人员的安全疏散。(六)窗玻璃 玻璃在700800时开始软化,到900950时熔化。然而,在火灾时,窗玻璃由于受热膨胀变形,又受到窗框的限制,早在250左右便开裂破碎了。对有火灾危险或经常受高温的窗玻璃,可采用复合防火玻璃或夹丝玻璃,以起到防火隔热和防止玻璃炸裂后脱落。(七)石棉 石棉是一种良好的隔热材料,耐高温,石棉与水泥混合压制成石棉水泥板,在均匀加热时能耐200750的高温,但高温时遇水冷却,便立即破坏。(八)天然石材 花岗岩是由石英、长石及少量暗色矿物和云母等不同材质构成的石材,具有容重大

27、,抗压强度高,耐磨性好,耐久性高的特点。花岗岩不抗火,因所含石英在573及870时发生晶态转变,体积膨胀,火灾时高温易严重开裂,遇水冷却易炸裂破碎。 石灰石等是单一材质构成的石材,可耐800900高温。(九)普通粘土砖 普通粘土砖受800900的高温无显著破坏,吸水性强,遇水冷却也影响不大。 当用砂浆将砖砌成墙体后,墙的耐火性能就与整个砌体的质量有关。砂浆抹灰层,作为结构的保护层,当与结构表面结合牢固,厚达1520mm时,能使结构的耐火时间延长2030min。(十)石膏板、块 在高温下能大量吸热,是良好的隔热材料,但在高温下易开裂、遇水破坏。 在建筑材料的选择和使用时,要根据建筑物的功能要求,

28、材料在建筑物中的作用及其受到的各种外界因素的影响等,考虑材料所应具有的性能,从建筑防火的角度来讲,材料的选择和使用,要严格执行有关消防技术规范的规定,力求选用耐火性能好的材料,以免火灾时造成严重损失。第二节 阻燃技术及防火涂料一、阻燃技术 “预防为主,防消结合”是消防工作的方针。使易燃或可燃物质变得难以点燃,或者脱离火源能自行熄灭的物质,也就是增加材料自身抵抗燃烧或阻止燃烧的能力。这样,“消防”与“阻燃”相互配合,相互促进,可以更好地贯彻消防工作的方针。 阻燃技术是为了预防火灾,保护人类生命财产安全而发展起来的,主要研究有机聚合物的燃烧性能和阻燃规律,其重点在于研究阻燃剂的制备与性质,阻燃材料

29、与阻燃处理技术,阻燃机理和阻燃效果评价。由于阻燃科学涉及的领域十分广泛,和国民经济的各个部门都有关系,因而它是一门综合性的边缘学科。研究阻燃科学技术有利于推动其他学科的发展。 有关阻燃技术的主要专业术语有: 阻燃性也称抗燃性:材料所具有的减慢、终止或防止有焰燃烧的特性。抗燃性可以是基本材料的一种固有特性,也可以通过一定的处理赋予材料这种特性。某种材料在试验过程中所表现的阻燃程度可因试验条件不同而异。 阻燃剂:用以改善材料抗燃性的物质。 阻燃处理:用以改善材料抗燃性的化学过程:二、防火涂料 防火涂料又称阻燃涂料,是一种功能性的建筑涂料,它可用于可燃性基材表面,能够降低被涂材料表面的可燃性、阻滞火

30、灾的迅速蔓延,也可以施用于建筑构件上,用以提高构件的耐火极限的一种特种涂料。 作为防火的一种手段,它不仅具有一般涂料的防锈、防水、防腐、耐磨、耐热以及装饰性、着色性、易干性、延长被保护基材的使用寿命的作用,更重要的是一旦遇到火灾及高温热幅射时,防火涂料将迅速发生一系列物理化学变化(如涂层膨胀、发泡、释放出惰性气体)从而隔绝热源,防止火灾的蔓延,为消防灭火工作赢得时间 防火涂料是目前应用十分广泛的消防产品,根据保护对象的不同主要包括: 钢结构防火涂料、 电缆防火涂料、 饰面型防火涂料 隧道防火涂料。 防火涂料的主要组成包括成膜树脂、阻燃体系、溶剂体系及添加剂,其中起阻燃效果的是阻燃体系, 阻燃及

31、防火机理主要包括无机隔热、热膨胀、隔热及热膨胀复合作用三种。(一)防火涂料的无机隔热阻燃机理 无机隔热防火涂料主要包括厚涂型钢结构防火涂料和隧道混凝土防火涂料,其主要组成成分包括颗粒状多孔隔热材料、黏结剂及添加剂组成,其中起阻燃效果的是颗粒状多孔隔热材料,常用的有膨胀蛭石、珍珠岩等轻质防火材料,这些颗粒状多孔隔热材料本身就是良好的热绝缘体,在火灾时不燃烧,隔热效果好。这类涂料本身多孔,小孔之间是空气,颗粒之间的缝隙由空气填充,一般涂层厚度较厚,涂层中包含了多层的颗粒状多孔材料,层与层之间的缝隙形成相互交错的空气隔热层,由于空气是良好的热绝缘体,与隔热材料一起协同作用起到阻止热源向内层传播,从而

32、达到保护基材的效果。 无机隔热涂料的阻燃效果较好,其耐火极限超过180min。 无机隔热涂料由于涂层较厚,因此要求涂料的干密度一定要小,以保证涂层对基材有较好的黏结力,并且减少对基材负荷的要求。 这类涂料的阻燃作用基本是依靠物理的隔热作用,隔绝热传递、热辐射,因此不产生有毒有害气体,具有较好的环保效果,可以在高层建筑及地下空间、隧道中应用,其缺点是装饰效果差,涂层表面比较粗糙。(二)防火涂料的热膨胀阻燃机理 膨胀型防火涂料的膨胀机理包括P-N-C(磷氮碳)膨胀体系和材料自身膨胀两种。 P-N-C膨胀体系的膨胀型防火涂料膨胀组分一般由脱水成炭催化剂、成炭剂和发泡剂三部分组成。 脱水成炭催化剂一般

33、是可在受热条件下释放无机酸的化合物,释放出的无机酸要求沸点高,而氧化性不太强,一般选用磷酸系化合物。 成炭剂是膨胀多孔炭层的碳源,一般是含碳丰富的多官能团的物质,可以单独或在催化剂作用下加热成炭。 发泡剂是受热条件下释放出惰性气体的化合物,一般选用含氮丰富的聚合物。 膨胀型防火涂料受热时,成炭剂在催化剂作用下脱水成炭,炭化物在发泡剂分解的气体作用下形成膨松、有封闭结构的炭层,该炭层可以阻止基材与热源间的热传导,另外多孔炭层可以阻止气体扩散,同时阻止外部氧气扩散到基材表面,达到防火目的。(三)防火涂料的隔热及热膨胀复合作用机理 随着防火涂料研究和应用的不断发展,对防火涂料的要求也不断提高,在涂料

34、中添加热膨胀阻燃体系的同时,也添加无机隔热材料,使涂料在火灾时无机隔热作用与热膨胀作用协同工作,从而达到增强阻燃效果,减少阻燃体系添加量的效果。 利用无机隔热及热膨胀复合作用机理的防火涂料一般添加的无机隔热材料包括超细云母、高岭土、玻璃纤维等无机隔热材料,分散在P-N-C膨胀体系形成的炭质泡沫层中,增加成炭泡沫层的强度,从而提高阻燃效果。 在实际应用中膨胀型电缆防火涂料、膨胀饰面型防火涂料添加超细云母后能明显的提高涂料的阻燃效果以及绝缘性。在膨胀型钢结构防火涂料中添加玻璃纤维可以提高成炭层的强度以提高阻燃效果。 目前国内外对防火涂料的研究集中在膨胀型防火涂料,研制高效稳定的阻燃体系以提高涂料的

35、阻燃性、降低涂料中阻燃体系的添加量从而提高涂料的理化性能。其中新型P-N-C膨胀体系的研究以及自膨胀体系的研究是防火涂料研究的难点和热点。 防火涂料在应用后的实际阻燃效果除阻燃体系本身外,与其成膜树脂的稳定性、涂料与基材的黏结力、涂料的施工工艺等也有很大的关系。第三节 建筑内部装修防火 建筑内部装修是指室内墙、吊顶、地面等暴露于室内空间表面的材料或材料组合。 建筑内部装修所选用的大部分装修材料,往往是那些对火较为敏感的普通材料,如木质材料、织物、塑料制品或其他有机材料。这些材料的使用虽然给室内环境创造了良好的视觉空间,但也带来了安全隐患。 因此,对建筑内部装修材料的选择和防火设计尤为重要,合理

36、选用防火性能好的材料,有助于降低火灾荷载,减少火灾的发生或延缓火灾的蔓延。 建筑内部装修至少应包括墙面、地面和天花板这三大基本部分。 建筑内装修设计主要是针对所有民用建筑和工业厂房的内部装修设计,对古建筑和木结构建筑的内部装修设计应兼顾考虑。 民用建筑内部装修设计包括:顶棚、墙面、地面、隔断的装修,以及固定家具、窗帘、帷幕、床罩、家具包布、固定饰物等。 工业建筑内部装修设计包括:顶棚、墙面、地面、隔断的装修。一、建筑内部装修的火灾危险性 建筑物本身是不会发生火灾的,一般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开始扩大蔓延的。建筑内部装修火灾危险

37、性表现在以下五个方面: 1.使建筑发生火灾的几率增大 建筑内部装修采用可燃、易燃材料多、范围大,则火源接触到的机会就多,因而引发火灾的可能性增大,大量的火灾实例都充分说明了这一点。2.传播火焰,使火势迅速蔓延扩大 建筑一旦发生火灾,可燃、易燃性装修材料在被引燃、发生燃烧的同时,会把火焰传播开来,造成火势迅速蔓延。火势在建筑物内的蔓延可以通过顶棚、墙面和地面的可燃装修材料从房间蔓延到走道,再由走道蔓延到竖向的孔洞、竖井等向上层蔓延。在建筑外部,火势可以通过外墙窗口等引燃上一层的窗帘、窗纱、窗帘盒等可燃装修材料而使火灾蔓延扩大,造成大面积火灾。3.造成室内轰燃提前发生 所谓轰燃,是指室内火灾中,火

38、灾从室内局部燃烧迅速过渡到室内空间内所有可燃物都卷入燃烧的现象。 一般来说,轰燃之前,火灾处于初起阶段,火灾范围小,室内温度较低,是扑灭火灾和人员疏散的有利时机。而一旦发生了轰燃,则火灾进入全面的猛烈燃烧阶段,室内人员已无法疏散,火灾已很难扑救。 建筑防火设计的一个重要方面,就是要保证在建筑发生火灾时,设法延长初期火灾的时间,以便有充分的时间疏散人员和物资,等待消防队到达,迅速组织灭火力量扑灭火灾。一旦着火房间内出现了“轰燃”现象,火灾立即就进入了旺盛期,这时人员、物资的疏散就无法进行。同时,火灾也不易扑救。 所以,推迟轰燃的出现时间是防火设计的重要目标之一。内装修对火灾的影响主要表现在火灾初

39、期,即在轰燃之前,它对初期火灾的发展速度影响很大。4.增大了建筑内的火灾荷载 由于室内装修所采用的材料,大部分是易燃、可燃的,它不但增大了建筑物内的火灾荷载,使火灾持续时间长,燃烧更加猛烈,而且会出现持续性高温,因而造成的危害更大。5.能产生烟雾和有毒气体,使人们的疏散行动、火灾扑救工作难于进行 燃烧是一种复杂的物理、化学现象,是一种活跃的氧化作用。火灾中的可燃物在剧烈的燃烧过程中可释放出大量的毒性气体,并成为火灾中人员伤亡的第一原因。二、建筑内部装修防火设计应遵循的原则建筑内部装修防火设计应遵循以下四个原则:1预防为主,防消结合2安全与美观并重3从严要求 从严要求体现在:重要建筑物比一般建筑

40、物严;地下比地上严;超高层比一般高层严;楼梯间、走道等公共部位比一般部位严;顶棚比墙面严;墙面比地面严;悬挂物比贴在基材上的物件严。4规范标准间互相协调 装修不当会妨碍各种消防设施的正常使用。因此室内装修应与现行的国家消防技术规范相衔接,严禁因装修封堵,影响安全疏散通道、出口、消防设施的正常使用。三、常用装修材料等级规定 1纸面石膏板和矿棉吸声板 纸面石膏板早在1890年由美国人申请专利,1912年后制造出了由四层羊毛毡纸与三层石膏复合而成的墙板,从此纸面石膏板开始迅速发展起来。 我国是石膏贮量大国,但我国的石膏类建筑材料的产量却远低于欧美国家,就目前的生产情况看,我国纸面石膏板的产量不过为美

41、国的十分之一。 纸面石膏板分为普通纸面石膏板、耐火纸面石膏板、耐水纸面石膏板等。 纸面石膏板是以熟石膏作为主要原料,掺入适量轻集料、纤维增强材料和外加剂构成芯材,并以专用护面纸板牢固地黏结在一起的建筑板材。 耐火纸面石膏板的增强材料为无机纤维。其中护面纸板主要起到提高板材抗弯、抗冲击性能的作用。 矿棉吸声板是以矿棉为主要原料,添加适量的黏结剂,经成型、压花、饰面等工序加工而成的吸声效果好、防火等级较高的吸声兼装饰的材料。 若按我国现行建筑材料分级方法的检测,纸面石膏板和矿棉吸声板大部分无法达到A级材料的要求。但若将其划人B1级的材料范畴,在很大程度上又限制了它们的使用与推广。因此考虑到纸面石膏

42、板和矿棉吸声板用量极大这一客观实际情况,以及建筑设计防火规范中,认定贴在钢龙骨上的纸面石膏板为非燃烧材料这一事实,故规定:安装在钢龙骨上燃烧性能达到B1级的纸面石膏板、矿棉吸声板,可作为A级装修材料使用。2胶合板 未经过防火处理的胶合板,都不会达到B1级,但在装修材料中这类胶合板的用量很大,根据国家防火建筑材料质量监督检验中心提供的数据,涂刷饰面型防火涂料的胶合板能达到B1级。 为便于使用,避免重复检测,特规定:当胶合板表面涂覆饰面型防火涂料时,可作为B1级装修材料使用;当胶合板用于顶棚和墙面装修并且不内含电器、电线等物体时,宜仅在胶合板外表面涂覆防火涂料;当胶合板用于顶棚和墙面装修并且内含有

43、电器、电线等物体时,胶合板的内、外表面以及相应的木龙骨应涂覆防火涂料,或采用阻燃浸渍处理达到B1级。 所使用的饰面型防火涂料的等级应符合现行国家标准防火涂料防火性能试验方法及分级标准的有关规定。 3壁纸 常用壁纸有纸质壁纸、布质壁纸两种。 所谓纸质壁纸是指以天然纤维作为纸基、纸面上印成各种图案的一种墙纸。这种墙纸强度和韧性差,不耐水。 布质壁纸是指将纯棉、化纤布、麻等天然纤维材料经过处理、印花、涂层制成的墙纸。 这两类材料分解产生的可燃气体、发烟量相对较少。在试验过程中,几乎不会出现火焰蔓延的现象,为此可将这类直接粘贴在A级基材上的壁纸作为B1级装修材料使用。4涂料 涂料在室内装修中常被大量使

44、用,一般室内涂料涂覆比小,涂料中颜料、填料多,火灾危险性不大。一般室内涂料湿涂覆比不会超过15kgm2, 故规定:施涂于A级基材上的无机装饰涂料,可作为A级装修材料使用; 施涂于A级基材上,湿涂覆比小于15kgm2 的有机装饰涂料,可作为B1级装修材料使用。涂料施涂于B1、B2级基材上时,应将涂料连同基材一起按相应的试验方法确定其燃烧性能等级。5多层和复合装修材料 多层装修材料是指几种不同材质或材性的材料同时装修于一个部位。当采用这种方法进行装修时,各层装修材料的燃烧性能等级均应符合相关规定的要求。 复合型装修材料是指一些隔音、保温材料与其他不燃、难燃材料复合形成一个整体的材料,应由专业检测机

45、构进行整体测试并划分其燃烧性能等级。 装修材料只有贴在等于或高于其燃烧性能等级的材料上,这些装修材料燃烧性能等级的确认才是有效 的。但对复合材料判定时,不宜简单地认定这种组合做法的燃烧性能等级,应进行整体的试验,合理验证。6多孔或泡沫状塑料 多孔或泡沫状塑料较易燃烧,而且燃烧时会产生大量对人体有害的烟气。但这种材料往往会作为吸声材料而用于室内装修,特别是会议室、歌厅的装修中。为减少由此可能产生的火灾后果, 特规定:当顶棚或墙面表面局部采用多孔或泡沫状塑料时,其厚度不应大于15mm,且面积不得超过该房间顶棚或墙面面积的10。 这里所说的面积指展开面积,墙面面积包括门窗的面积,不应把顶棚和墙面面积

46、合在一起计算。四、装修材料选用原则 建筑内部装修设计应妥善处理装修效果和使用安全的矛盾,积极采用不燃性材料和难燃性材料,尽量避免采用在燃烧时产生大量浓烟或有毒气体的材料,做到安全适用,技术先进,经济合理。 1基本原则 严格控制人员密集场所,高层、地下等建筑内可燃材料的使用。 受条件限制或装修特殊要求,必须使用可燃材料的,应对可燃材料进行阻燃和降烟处理。 与电气线路或发热物体接触的材料必须采用不燃材料或进行阻燃处理。 楼梯间、管道井等竖向通道和供人员疏散的走道内应当采用不燃材料或经过处理的难燃材料。 2减少火灾时烟气毒性大的材料的选用 建筑物内的火灾大部分属于人为或电气火灾,而可燃物则多为室内的

47、可燃、易燃物品,装修材料或装饰物占了相当的比例。这些可燃材料一旦被引燃,则会产生并释放出大量的有毒烟气和热量,一旦烟气大量堆积,不仅影响人的视线,妨碍疏散,而且若烟气内所含有毒成分达到人体接受能力的上限,会使人中毒身亡等。有研究表明,在火灾死亡事故中,约有80的人是因吸人毒气而丧生的。五、建筑装修防火的通用要求 建筑内部装修中,对某些部位的装修材料的防火要求具有一定的共性。因此,对这些具有共性的方面提出通用性技术要求。 1消防控制室 消防控制室的顶棚和墙面应采用A级装修材料,地面及其他装修应使用不低于B1级装修材料。消防水泵房、排烟机房、固定灭火系统钢瓶间,其内部装修材料应全部采用A级。2疏散

48、走道和安全出口 疏散走道和安全出口门厅的顶棚采用A级装修材料,其他装修应采用不低于B1级装修材料。无自然采光楼梯间、封闭楼梯间、防烟楼梯间的顶棚、墙面和地面应采用A级装修材料。3挡烟垂壁 挡烟垂壁是用不燃烧材料制成,从顶棚下垂不小于500mm的固定或活动的挡烟设施。活动挡烟垂壁系指火灾时因感温、感烟或其他控制设备的作用,自动下垂的挡烟垂壁。 挡烟垂壁的作用主要是减缓烟气扩散的速度,提高防烟分区蓄烟以及排烟口的排烟效果。因此,挡烟垂壁应采用不燃烧材料。目前挡烟垂壁除可结合结构梁实现外,也有采用不燃烧性布质挡烟垂帘、不锈钢垂板、单片防火玻璃而实现,因此规定:防烟分区的挡烟垂壁,其装修材料应采用A级

49、装修材料。 4变形缝 建筑内部的变形缝(包括沉降缝、温度伸缩缝、抗震缝等)两侧的基层应采用A级材料,表面装修应采用不低于B1级的装修材料。 这里所指变形缝,是指建筑物在墙与墙、板与板等结构构件之间为防止建筑物因温度变化、地基不均匀沉降和地震因素的影响而使建筑物发生变形破坏等客观问题而设置的缝隙,一般沉降缝、温度伸缩缝的宽度在2030mm,而抗震缝则会根据建筑物的高度和层数而相应增加,缝隙可达200mm。5消火栓门 建筑内部消火栓的门不应被装饰物遮掩,消火栓门四周的装修材料颜色应与消火栓门的颜色有明显区别。 建筑内部的消火栓门一般都应设在比较明显的位置,且颜色醒目,有助于辨认。在装修中将消火栓门

50、罩住,或做得与墙面的颜色接近,都不利于消火栓的取用。 6配电箱 建筑内部的配电箱,不应直接安装在低于B1级的装修材料上。 这样规定是为了防止配电箱可能产生的火花或高温金属熔珠引燃周围的可燃物和避免箱体传热引燃墙面装修材料。 7灯具和灯饰 照明灯具的高温部位,当靠近非A级装修材料时,应采取隔热、散热等防火保护措施。灯饰所用材料的燃烧性能等级不应低于B1级。 由于室内照明灯具,多装有遮光罩,或采取一些灯具暗藏的方式达到美化室内环境、营造光线的目的。虽然有些灯罩为玻璃、金属等不燃烧材料制成,但还是有相当多的灯饰采用了如塑料、竹木质甚至纸制材料。由于灯具的热源往往与灯饰靠得很近,且灯饰也处于易于燃烧的

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