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新型防火材料在高层消防系统中的应用

 

  【摘  要】随着社会的发展,高层建筑和人们的工作生活的关系愈加紧密。与高层建筑防火配套的新型防火材料,越来越成为关注的焦点。本文就新型防火材料在高层消防系统中的应用做出一些分析,为新型防火材料在各行各业的应用前景提出建设性意见。

  【关键词】新型防火材料;消防系统;硅酸钙防火板;风道

  随着中国经济的发展,越来越多的高层建筑投入使用,根据最新的统计数据,在未来的十年中,前100高的建筑中,中国占了57席。而近年来多次发生的高层火灾也提醒人们高层防火日益迫切。这对建材行业来说既是一个挑战也是一个机遇。新型防火材料作为建材行业技术发展的前沿,在高层建筑的应用日益广泛。

  一、新型防火材料分类

  目前为止,国际上新型防火材料运用最常见的有三种:新型有机防火材料(酚醛frp),主要运用于建筑物的墙壁或顶部;喷射防火材料,不过这在我国不是很普及;硅酸钙新型防火材料,这个已经广泛运用于各种领域。

  1.有机防火材料

  第二代酚醛类有机防火材料具有阻燃性能好更有优势更适合市场需求,发烟度低等优点,这种良好的耐高温、耐热性使酚醛frp在小火时能不变形极高的氧指数保证了其遇火难燃烧,而优良的发烟性能确保发生大火时也只会发出极其有限的烟置,可以有效地保护火灾现场人员的生命安全。

  2.喷射防火材料

  喷射防火材料就是指该材料能够喷射到要保护的建筑基材表面进行防火保护。与其他防火材料相比他的容量更轻、热容更小等优点,被广泛用于建筑物的防火、隔热、吸声,工业设备的防火、绝热、隧道工程的防火隔热等方面。这种材料性能优越、自身不易燃烧而且还会阻燃、无烟且能高效隔热和吸声,有助于防止建筑基材表面遇火。

  3.硅酸钙新型防火材料

  硅酸钙新型防火材料属于a级不燃材料,防火隔热性能极佳,不仅具有防火吸声保温特点,还能够防水防潮,因此在各种环境应用都有着得天独厚的优势。而且用防火板材保护钢结构,具有施工方便、装饰性好、成本低、损耗小、无环境污染、不受季节和气候影响、干法施工、施工周期短(与钢结构防火涂料施工相比,所用工时仅为喷涂施工的20%即可完成相同面积的防火施工)和耐久(耐火性能30年基本不变)等优点,是高层防火保护的发展方向。

  在高层建筑对硅酸钙新型防火材料的运用主要是采用硅酸钙防火板构造风道,钢结构外包防火层和利用硅酸钙板防火隔板或吊顶,以提高钢结构的耐火极限和良好的保温防火隔热效果。良好的防火性能,再加上经济发展带来的大量建筑高端需求,使得硅酸钙新型防火板的应用日益普遍,这也标志着硅酸钙新型防火材料能够加快发展,有着更为广阔的前景。

  二、新型防火材料在高层消防系统中的具体应用

  高层建筑以钢结构为主。钢结构有很多优点,然而与钢筋混凝土结构及砌体结构相比,却有一个不容忽视的缺点---抗火性能差。一般常用的建筑钢材的临界温度在540 ℃左右,而建筑火灾,火场温度大多在8001200 ℃,在这样的高温条件下,无任何保护的钢结构很快就会出现塑性变形,在标准时间-升温曲线的试验条件下, 钢构件的耐火极限仅为0.25 h。因此,对钢结构作防火保护势在必行。硅酸钙绝热材料十分切合这一要求而被广泛使用。

  1.硅酸钙防火板构造风道的基本构造

  硅酸钙防火板构造风道的夹墙主要由标准规格的防火板和市面常见的国标龙骨内填岩棉构成。夹墙中心配以轻钢龙骨,龙骨夹缝间隙处加以内填岩棉填充,这样使得材料自身导热吸热作用降到最小,保证隔热性能更好地发挥作用;外围安装上硅酸钙防火板,厚12mm,可以很好地阻止大火蔓延,减轻火势;最后以高强度自攻螺栓高密度定点嵌入,保证防火板整体的可靠性和防水防潮性。

  硅酸钙防火板构造风道因其安装灵活性能著称,因此它可以根据消防系统中防火通风管道的具体情况灵活设置,一般主要应用位置包括防火隔热墙和通风夹墙等位置。

  (1)防火隔断墙。一般消防系统的防火隔断墙都是采用耐火性能等级1~4h不等的硅酸钙防火板构成。采用硅酸钙防火板取代传统的砖墙分隔拱顶是既明智又节省的办法,既能解决传统拱顶承重压力过大的问题,又能在不另加预算购买保温材料配置的前提下做好隔热保温效果,可谓是一举两得。

  (2)防火夹墙消防系统的防火夹墙防火要求与防火隔断墙类似,都是采用耐火性能1~4h不等的硅酸钙防火板取代旧式砖墙,不同于旧式砖墙通风量过少的弊端,使用防火板既能很好地满足防火要求,还能解决通风量不足的问题,还具有美观效应,实在是防火夹墙建材的首选。

  2. 钢结构外包防火层

  防火板钢结构防火保护主要用于耐火等级为一、二级的建筑物的钢柱、梁、楼板和屋顶承重构件,设备的承重钢框架、支架、裙座等钢构件进行包覆和屏蔽,以阻隔火焰和热量,降低钢结构的升温速率,将钢结构的耐火极限由0.25h提升到设计规范规定的耐火极限。其安装方法可采用粘结剂或钢件(如铁钉、铁箍)固定在钢构件上,在做包覆保护之前钢构件应先作防锈去污处理,并涂刷防锈漆。

  3. 利用硅酸钙板防火隔板或吊顶

  利用硅酸钙板防火隔板或吊顶,又称为水平隔断,一般是指建筑物的顶部或者分层吊顶结构,它要求采用耐火极限1~1.5h不等的硅酸钙防火板材料。水平隔断一般要求火灾发生的情况下能够较好地控制上升的火势,而硅酸钙防火材料可以很好地实现这一点并且它还具有燃烧无烟的性能,遇火不会产生烟雾对人体造成伤害,能够最大程度上保证人们生命的安全。

  三、新型防火材料应用在高层消防系统的优势

  1.性能稳定,确保安全

  硅酸钙防火板原材料由特种水泥和天然植物纤维,并配以多种防火添加剂制作而成,生产工艺采用先进流浆法,整个生产过程包括原材料配比、搅拌成型、切割打磨等都使用电脑严格按标准控制,从而从根本上保证产品的质量。同时防火板在经过高温正压养护的强度形成过程中,内部形成的晶体结构非常均匀,所以材料物理和化学性能都比较稳定,可以保证消防系统防火功能的安全可靠性。

  2.安装灵活,方便快捷

  相对于传统材料,硅酸钙防火板构造有着安装灵活,方便快捷的独特优势。硅酸钙防火板通风夹墙是由防火板和龙骨内填岩棉填充而成,施工方法方便快捷,施工周期比传统方式要加快50%进程。同时该防火板夹墙的施工在用于超过6m的超高通风防火夹墙或者大跨度水平通风防火顶部显得尤为方便快捷。因为其独特的构造模式,只需在安装部位的内部结构中加设一些普通的轻钢支撑梁,不必像传统方法那样设置构造柱和圈梁,大大减少了施工工序,在减少麻烦的同时又保证了防火性能的良好,做到工期质量两不误,真正值得广泛推广。

  3.系统轻便,适合使用

  硅酸钙防火板通风夹墙使得结构构件无论从断面尺寸还是单位容重都大大减少了,不但减轻建筑物自重, 而且优化了结构设计、提高了建筑经济性, 使其结构自重降低, 且具有良好的经济效果。其次, 减轻非承重构件及装饰材料的自重。高层建筑除减少承重结构自重外,还要改进非承重构件, 这些构件只起到保温、隔热、隔气、隔声的作用, 所以对非承重构件更要大力推广轻质材料, 新型的石膏板、石棉板以及塑料板具有很多独特的优良特性,重量轻、强度高、可塑性好、耐腐蚀性、绝缘性好等, 因而在高层建筑上的使用越来越广泛。

  结语:新型防火材料如硅酸钙防火板自身的各种性能和优势非常适合在高层消防系统中广泛运用,使得消防系统运行更加安全可靠,值得信赖;同时消防系统的大量使用又带给了新型防火材料巨大的发展机遇。这二者是相辅相成,互相起到积极作用,共同为我国新型防火材料行业创造一个美好的明天!

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