试论防火材料在幕墙设计中的应用

摘要：文章从消防术语着手，对防火材料的区别作了分析，尤其对幕墙设计中常用的防火玻璃、防火铝塑板、防火涂料、防火密封胶等防火材料的使用进行了深入探讨，为在设计过程中正确合理地选用防火材料提出了建议。

关键词： 防火材料；幕墙设计；应用

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

0引 言

在建筑幕墙设计中根据建筑消防的需要会使用到很多种防火材料，如防火玻璃、防火涂料、防火铝塑板、防火密封胶等。虽都称为防火材料，但各自的防火作用与防火能力却是大不一样，如防火玻璃可做防火隔断并起到防火的作用，如采用防火铝塑板单独作为面板材料做成防火隔断，耐火时间可能不会超过30分钟。这是因为防火铝塑板只是一种难燃的装饰材料，没有很好的耐火性。

正确地理解各种材料防火的意义，全面地了解防火的作用，是我们正确地选用防火材料的关键。

1防火材料的几种分类

1.1 几条消防术语

在选用防火材料的过程中，容易混淆“防火”的第一个原因是我们对消防的术语不清楚，往往此“防火”并非彼“防火”。下面是几个应注意的消防术语：

防火：防止火灾发生和（或）限制其影响的措施。

表明防止火灾的发生可称为“防火”，限制火灾造成影响的措施也可称为“防火”。可见“防火”这一概念在消防中的范围是极其广泛，单从防火两字很难表明其防火作用。

阻燃：对材料添加物质或进行处理以抑制其燃烧、或显著减弱或延缓其在燃烧时火焰的扩展。如防火涂料的防火作用就是阻燃。

防火性能：是指暴露于火中的材料、产品和（或）构件，发生物理和（或）化学变化或保持原有的性能。

燃烧性能：是指材料和（或）制品遇火燃烧时所发生的一切物理和（或）化学变化。也就是对火反应特性。

1.2 防火材料的分类

从对“防火”这一消防术语的理解，防火材料可分为两大类，一类是防火型防火材料，即以防止火灾的发生为目的的防火材料，一般以材料的燃烧性能进行评价，如防火板、防火铝塑板。另一类是措施型的防火材料，即以限制火灾造成影响措施为目的的防火材料，常以阻燃性或耐火性能进行评价，如防火涂料、防火玻璃等。

2 防火玻璃

防火玻璃，其在防火时的作用主要是控制火势的蔓延或隔烟，是一种措施型的防火材料，其防火的效果以耐火性能进行评价。

2.1 防火玻璃的分类

1.复合防火玻璃

复合防火玻璃是一种在两片透明夹层玻璃之间灌注一种可遇火发泡膨胀的无色透明的特殊耐火化学物质，经硬化后制成。根据灌注化学物质的不同，复合玻璃可做成A类或B类防火玻璃。

复合防火玻璃在紫外线长期照射下会变成乳白色及产生汽泡，失去玻璃的透明功能。因而不太适合在外墙上使用，但对于有耐火隔热性要求和防热辐射要求的防火隔断中采用。

2.单片防火玻璃

单片防火玻璃是将普通浮法玻璃经物理、化学处理工艺钢化而制成，因此具有良好的耐温性能和抗热炸裂性。遇到火灾时，在一定的耐火时间内不会炸破，从而可以隔断火焰和烟气。从这个意义上说，它具有防火功能，属C类防火玻璃。但是，它受热同时具有的较高的热辐射照度，着火的一侧的热量会很快地辐射到背火的一侧，直接影响到背火侧的防火，使它的应用受到较大的限制。严格地讲此类防火玻璃称为“隔烟玻璃”要更恰当些。

2.2防火玻璃的应用

自国内单片防火玻璃批量生产以来，防火玻璃得到了更加广泛的应用，但使用时有几点必须注意：

1．选用防火玻璃前，要先清楚由防火玻璃组成的防火构件的消防具体要求，是防火、隔火还是隔烟，耐火极限要求等。

2．防火玻璃的耐火极限与板块的大小关系密切，不能简单地以供应商的资料进行简单地认定。防火玻璃的耐火极限是根据《建筑用安全玻璃 防火玻璃》（GB 15763.1-2001）标准，测试样件的最小规格为1100×600mm。防火玻璃属于刚性脆质材料，其耐火性能很大程度上取决于玻璃尺寸。尺寸越大，耐火性能越低。

3．防火玻璃不能象普通平板玻璃那样用玻璃刀切割，必须定尺加工。

3 防火铝塑板

防火铝塑板金属幕墙中常用的一种建筑材料，其防火主要是材料本身难燃烧，是防止火灾发生的防火材料，即防火型的防火材料。燃烧性能是其评价指标，常用的防火铝塑板可达到GB8624-1997B1级标准。

3.1 火铝塑板的生产工艺

防火铝塑板是由阻燃型塑料（聚乙烯）芯材两面复合表面施加装饰层或保护层的铝板构成。主要采用的热贴工艺生产，生产时采用高分子膜或其他胶结材料作粘结材料，通过加热共挤加工，将铝板和塑料复合在一起形成，该工艺能保持生产连续，自动化程度高，产品质量稳定性好，为目前国内绝大多数企业采用。

3.2 防火铝塑板的阻燃机理

普通的铝塑板目前绝大多数板材都是以聚乙烯塑料为芯材，在高压、放热、放电等条件下极易引发火灾，为了使铝塑复合板成为难燃或不燃装饰材料，就必须对塑料芯材进行高效阻燃，才能制成防火安全性较高的防火铝塑板。提高铝塑板芯材阻燃的方法常用的有如下三种：

1．提高材料芯材本身的氧指数。建筑材料的氧指数一般随温度的升高而下降，氧指数OI＜26的建筑材料为可燃性材料，氧指数OI＞26的材料为难燃性材料。普通聚乙烯氧指数仅为17.4，属可燃材料。提高其氧指数可达阻燃目的。

2．混入阻燃添加剂，使其燃烧产物能起到隔绝空气与可燃气体的作用，提高产品的整体阻燃性能。目前普遍的阻燃添加剂为卤系添加剂。

3．添加金属氢氧化物阻燃剂。该方法是目前铝塑复合板芯材的一种最有效阻燃技术。金属氢氧化物如A1(OH)3、Mg(OH)2添加在树脂中，在200oC以上的温度下吸热脱水，可以带走产生的燃烧热，其脱水生成的氧化物在材料表面形成一道坚固致密的阻燃屏障，起到绝热防护作用，从而降低燃烧速度、防止火焰蔓延，达到抑制燃烧的目的。

4 防火涂料

防火涂料的防火是利用涂料在火灾时的化学反应,对所涂覆的结构或构件起到隔热保护作用,从而保持结构的完整性。防火涂料是一种措施型的防火材料。

4.1 防火涂料分类与特性

防火涂料的种类繁多，根据其对火的反应分为膨胀型防火涂料与非膨胀型防火涂料；根据涂料的特性分为水性防火涂料与溶剂型防火涂料；根据涂料使用的基材不同分为钢结构防火涂料、饰面型防火涂料、电缆防火涂料、水泥、混凝土基材的防火涂料等。

4.2 防火涂料的防火性能与机理

防火涂料涂覆在基材表面后，一般可对基材的耐火能力得到很大的提高。如在钢结构构件中使用防火涂料后，可使钢结构构件的耐火能力从15分钟提高到2小时；在木结构构件中使用防火涂料后，可大大提高抗烧性能，当涂层厚度为1mm时，耐火极限可达30分钟；电缆喷刷防火涂料后，提高了电缆的抗烧能力。

防火涂料通过其对火的反应提高基材的耐火能力，主要采用如下三种方法：

1．隔绝可燃基材与空气的接触；

2．释放惰性气体抑制燃烧；

3．膨胀形成碳质泡沫隔热层。

4.3 防火涂料的应用

防火涂料具有上述优越的防火性能，受到了广大用户的欢迎，在很多的工程中得到了广泛的应用。但由于防火涂料品种多，性能各异，在使用上如不全面了解很易造成错误而达不到预期的效果。下面是防火涂料选用应注意的几个问题，供大家选用防火涂料时参考：

1．注意防火涂料适用的基材。如不能将用于木结构的防火涂料用于钢结构上。

2．区分水溶性涂料与溶剂性防火涂料的应用。钢结构防火涂料有两种：溶剂型防火涂料和水性防火涂料。从附着力角度比较，溶剂型大于水性，因此，对用于室外的钢结构应采用溶剂型防火涂料，室内钢结构可使用溶剂型或水性防火涂料。

3．注意防火涂料的毒性。有些防火涂料在与火反应时产生毒气，应谨慎选用。

5结束语

随着建筑技术的发展与幕墙技术的进步，幕墙设计的范围也在扩大，对防火设计的考虑也需与时俱进。在进行防火设计选材时必须注意如下几点：

1．充分地理解设计部位或结构对消防的真正需要。如隔火的要求与隔烟隔热的要求设计是不一样的。

2．充分地了解防火材料的防火本质，正确选用材料。防火型的防火材料就不能用于需采用措施型防火材料的地方。

3．防火材料的防火性能等级的理解，应对照试验报告与相关的标准或规范，这是正确选用防火材料的关键。

参考文献：

[1]建筑内部装修设计防火规范（GB50222－95）．