浅谈防火阻燃材料在地下空间的应用

王玉敬 万思文

河南省商丘市 商丘工学院土木工程学院 476000

摘要：随着人们对环境安全理念的提升使得防火材料的应用需求也日益扩增，传统材料大都存有污染环境这一隐患，提出解决这一隐患的方法是本文研究的着重点之一。为了研究防火阻燃材料对地下空间火灾灾害的抑制作用，本研究着重分析防火材料的种类、原理、功能等，通过研究地下空间火灾灾害分析与应对方面的相关文献，通过数据拟合、分析等手段研究各个防火阻燃材料的特性功能。研究结果显示防火阻燃材料可以有效控制火势蔓延，减少火灾带来的损失，研究新型绿色防火材料的应用能有效减少有毒烟气的排放，对环境保护大有裨益。本研究可为地下空间火灾防控提供相应的合理参考。

关键词：防火；阻燃材料；绿色；环境保护

引言

随着科技的日益发展，经济的迅速增长，这导致发生火灾的危险隐患也在增多^[1]。与此同时，防火材料的市场需求也在与日俱增，针对于不同的防火材料，其本身存在的各种待解决的问题也日益突出。传统防火材料的制作需要花费大量的人力、物力和时间，在制备和使用过程中也会对环境造成污染。此前国家“十二五”规划把新材料等高新行业列为发展重点，各个领域更加注重安全、环保、节能和减排，新型环保防火材料也逐渐受到广泛重视。防火材料对地下空间火灾的抑制效果如何？新型绿色防火材料是否能解决传统防火材料存在的弊端？厘清上述问题，有助于消除地下空所存有的火灾隐患，并且可以减轻防火材料对环境污染的程度。

本论文对防火材料进行综合分析，致力于分析研究科学合理、稳定实用、低成本且具备环保特性的防火材料，并对防火材料现存的相关问题提出相关建议。

1 地下建筑防火材料

1.1 常用地下建筑防火材料

1.1.1 石膏制品

石膏制品，其主要成分为硫酸钙，具有保温隔热性、吸声性、耐水性等，建筑石膏硬化后孔隙率可达50%~60%，硬化后的石膏约含有1/5的结晶水，在燃烧环境中会脱出结晶水并同时吸收热量。石膏可加工为纤维石膏板、绝热石膏板、防火石膏砌块等。其中防火石膏砌块可用作隔墙、吊顶和屋面板^[2]。石膏制品凝固后伴有逐渐膨胀的特性，且其本身具有质量较轻的特征，在地下空间中比较适合用作为建筑的吊顶材料。

1.1.2 玻璃棉

玻璃棉，是一种人造无机纤维，采用天然岩石经高温熔融制成，其本身具有不燃性和导热系数低的优点，可以用来制作防火构件，亦可将其制成防火隔热板材。玻璃棉板材具有保温和降声降噪功能，在地下建筑物中适用于建筑外墙，但这种材料的抗碱能力差，不适用于将其置入具有碱性物质的环境中^[3]。

1.1.3岩棉

岩棉，采用天然岩石在高温条件下熔融制成的人造无机纤维，其本身具有不燃、导热系数低等优点，是一种性能良好的保温隔热材料。保温隔热材料的防火灾性能成为了建筑材料的安全性基本问题，也是建筑物具有较好耐久性的基本保证^[4]。岩棉可用来制作防火构件，也可以制为防火隔热板材，岩棉复合型保温板材适用性比较广泛，能够适用于各类不同的环境，可用于地下建筑工程中的现浇混凝土结构工程，包括剪力墙中的外墙墙体、框架结构等。

1.1.4 矿渣棉

矿渣棉属于矿物棉的一种，以工业废料高炉矿渣为主要原料制成的矿物棉，其主要含有氧化硅、氧化钙、氧化镁、以及少量的硫。矿渣棉的导热系数（常温）为0.041W/（m·K）左右，最高使用温度为650℃。矿渣棉制品具有质量轻、导热系数小、化学稳定性好等优点，其生产过程耗能少，产品性能良好，可用于地下建筑中的填充绝热、吸声、制氧机和冷库保冷及各种热力设备填充隔热等。

1.1.5 轻质防火砌块

加气混凝土砌块及板材，这种材料的一般质量为500~700kg/m3，约为粘土砖或灰砂砖的25%~33%，其具有质量轻、抗震性高、隔热性能好等特质，目前常用的承重空心砖和混凝土空心砖必须加入复合高效保温材料才能满足其防火隔热功能，而加气混凝土砌块仅依靠其单一材料就能满足。加气混凝土砌块可用于地下建筑的墙体部分，这种具有良好承重性和保温隔热的材料是理想墙体首要选择。

1.1.6 FTC相变保温材料

FTC相变保温材料，由多种无机非金属经细化加工并辅以多种化学添加剂科学配比而成。FTC保温材料具有良好的防火阻燃特性，其本身性能稳定且耐酸碱耐腐蚀同时具备不易开裂和不易脱落等特点，适用于地下建筑物外墙、空间分隔墙、吊顶、楼梯间等多处。

2 常用地下防火材料存在的问题

2.1材料的使用受条件限制

一般来说，普通地下建筑防火材料的性能基本满足日常使用标准，但部分防火材料存在一些相对明显的缺陷，它们的使用范围会受到各种因素的限制。例如上述提及的玻璃棉，其本身的抗碱能力较差，如此便不能将其运用到碱度超标的环境中。诸如此类，一些防火材料因其本身不防潮、材料本身硬度过高或过低等因素而致使应用范围受限。

2.2影响环境安全

防火材料是地下建筑规避火灾的重要手段,它所具有的功能与性能不仅影响着建筑的安全性，而且也影响的建筑的环境健康。目前市面上存在的许多防火才料存在制作过程或使用中产生污染环境的气体或固体废物。例如在岩棉的生产过程中就会产生很多污染物，包括烟气、固体废物、液体废物、粉尘和噪声等。

3解决方法

3.1规范生产标准

建筑中的防火材料很大程度上影响着居住者的人身财产安全，所以务必要提高对建筑防火材料科学合理应用的有效重视^[5]。在一定的范围内获得地下防火材料的最佳生产秩序，在生产过程中贯彻执行标准和对贯彻执行情况实施监督。生产者依据标准规定组织生产，要严格接受国家有关部门依据标准对生产过程实施监察和督导。

3.2严格规范使用标准

首先做到地下防火材料产品的分类清晰化严格化，其次要注重产品的耐火性能分级，避免错分漏分，造成鱼目混珠的不良后果。最后在材料投入使用过程中也要做到严格管控。

3.3大力推进新型绿色建筑材料的研究

近年来，绿色环保建筑材料逐渐进入大众视野，但现有的对这类材料的研究进程并不是那么让人瞩目。国外对这一领域起步较早研究成果也相对成熟，例如外国一研发人员提出使用一种具有良好电绝缘性、耐火性、易加工的六方氮化硼通过浸渍法使其均匀沉积在植物海绵纤维的表面形成良好的防火屏障，诚然，这种新颖的研究方法给了我们些许启示。中国塑料协会聚氨酯制品专业委员会高级顾问提出：“国家46号文中明确鼓励创新和引进吸收国际先进技术，而并非照搬照抄，跟在别人后面亦步亦趋”。故而我们需要更多的优质的科学创新去研发防火性能好的优质材料，争取从源头上杜绝地下空间火灾频发的问题。

4 总结

本文分析了一些常用的地下建筑防火材料，经研究，文中论及的材料都已达到防火标准。美中不足的是，这些材料在火灾条件下会产生对自然环境不利的烟气或废物，目前来看市面上有着种类繁多的防火材料，但其中很多材料的生产过程相对杂乱无章，生产过程中产生的有害物质不经处理就随意排放，造成了环境污染，处理此类现象首先需规范厂家的生产标准，同时对地下建筑防火材料的使用也要进行严加看管，做到不滥用不乱用，重要的是，目前需要大力推进新型绿色建筑防火材料的研究，争取研发绿色无毒害的新型环保地下建材。本文存在许多不足之处，主要表现在选取的材料种类并不足够多，对材料的分析表达不够精准等方面。

参考文献：

[1]胡爱琴.防火材料及灭火剂快速检测技术研究[D].北京化工大学,2013.

[2]王志辉,张晨,娄广辉,徐朋君.建筑防火材料分类及发展趋势[J].河南建材,2018(02):247-248.

[3]朱保华,韩丽婷.玻璃棉板外墙外保温系统在既有建筑节能改造中的应用[J].新型建筑材料,2018,45(01):9-12+58.

[4]周铭.建筑保温隔热材料与建筑防火性能研究[D].南昌大学,2014.

[5]王超.浅析新型建筑防火材料的应用[J].消防界（电子版），2018，4（18）：37+39.