摘要:本文依据建筑内部装修设计防火规范,按照使用部位和功能,对各类建筑内部装修材料的阻燃性能质量现状进行分析。
关键词:建筑内部装修材料;阻燃性能;质量分析
1 引言
随着城市建设的发展,建筑装修日趋多样,新型装修材料层出不穷,然而装修材料的大量使用在满足人们需求的同时,也带来了防火安全隐患。为降低火灾风险,建筑工程中所使用的内部装修材料应根据使用场所、建筑规模、使用位置等的不同采用相应阻燃等级的材料,其阻燃性能质量不容忽视。
2 内部装修材料阻燃性能质量现状
GB50222-2017《建筑内部装修设计防火规范》(以下简称“规范”),针对工业和民用建筑规定了所用建筑内部装修材料阻燃性能的最低等级。
2.1顶棚装修材料
根据规范,顶棚装修材料除部分特殊场合可使用难燃B1级外,大部分场所,特别是人员密集的公共场所应使用不燃A级材料。常见的顶棚装修材料有:矿棉装饰吸声板、铝扣板、石膏板等。
矿棉装饰吸声板可达到不燃A级。其以矿棉为主料,通过粘结剂粘合成型制成。矿棉本身为无机不燃材料,但添加的粘结剂为易燃的有机材料,此外为了提升其吸声性能、增加强度,还会添加纤维增强材料等有机物质。若有机材料添加量控制不当,易在试验过程中产生持续火焰并释放大量热量,导致无法达到要求。
铝扣板是以鋁合金板材通过模压成型,再在表面涂覆涂层制成,是吊顶的常用材料。虽然铝合金本身为不燃材料,但铝扣板产品表面的高分子涂层或PVC覆膜为有机材料,在高温下极易燃烧,产生持续的火焰。因此,铝扣板产品容易达不到不燃A级要求。
此外,目前市场上不少标注为A级的新型装修材料,如石墨聚苯板、改性聚苯板、水泥聚氨酯复合板等,号称可以通过改性或表面涂覆无机材料的方式达到A级的要求。从实际检测结果看,这些材料很难通过不燃性试验。不燃性试验用材料在约750℃温度下产生的热量和火焰来评价阻燃性能。若材料中有机成分较多,易产生持续燃烧,必然导致不燃性不合格。对于采用外表面涂覆无机材料(如:水泥)以提升整体阻燃性能的方式,只会对表面燃烧性能有改善,往往不燃性试验很难通过。
2.2墙面装修材料
规范要求,除一些特殊场所可以使用B2级可燃材料外,大多数场所使用的墙面材料不能低于B1级难燃。[1]常用的墙面装修材料包括细木工板、难燃胶合板、墙面硬包、墙纸等。
细木工板本身为可燃材料,作为墙面装修用的细木工板,必须对表面进行阻燃处理才能达到难燃B1级要求,最常见的阻燃处理方式为涂覆防火涂料。已涂覆防火涂料的细木工板的阻燃性能与防火涂料的耐火性能及涂覆厚度有关,若涂料质量好、涂覆达到一定的厚度,则完全可以达到B1级。在实际检测中,也发现不少细木工板表面涂覆的防火涂料起不到隔热、阻燃的作用,导致细木工板无法达到B1级,因此表面阻燃处理的效果是决定细木工板能否达到燃烧等级要求的关键。另外,通过压缩、定形等工艺,提高木材的表面密度,对改善木质材料的阻燃性能也有一定的作用。
难燃胶合板是一种采用经阻燃处理的木板胶合而成的三层或多层的板状材料,通常表面贴有单面或双面的木质装饰贴面,使其具有更好的装饰性能。木材本身为可燃材料,同时粘结剂为易燃的有机材料,因此难燃胶合板的阻燃性主要依靠对单层木板的阻燃处理,以降低木材的燃烧速率和蔓延程度,若未对木板进行有效的阻燃处理,或粘结剂的添加量过多,都会导致胶合板无法达到难燃B1级要求。
墙面软包或硬包是一种用面料贴在木板或纤维板上装饰墙面的方法,由于其吸音效果好、装饰性强等优点,被广泛应用在家庭、影剧院、宾馆等场合的装修中。在面料和底板之间填充内衬材料(如:海绵)的为软包,面料直接贴在底板上的则是硬包,面料通常为装饰布或人造皮革。为达到阻燃要求,软包或硬包所使用的面料及内衬材料均要进行阻燃处理,普通布料若作为硬包面料,通常需要做两次防火处理。若用于软包或硬包的材料未能进行有效阻燃处理,在试验过程中,火焰往往沿软包或硬包表面蔓延较快,热释放速率大。
壁纸,也称为墙纸,采用纸、无纺纸、布等基材再经涂布、印刷、压纹或表面覆膜等工艺制成,是一种用于裱糊墙面的室内装修材料。由于其图案丰富、施工方便、价格适宜等特点,广泛用于住宅、办公室、宾馆、酒店的室内装修。目前市场上大多数防火的壁纸,通常采用阻燃剂浸渍和涂布这两种阻燃处理方式。因此用于进行阻燃处理的阻燃剂品种、浓度、浸渍时间、喷涂工艺、涂布均匀性等因素均会影响墙纸的阻燃性能。在实际检测中,由于壁纸试样较薄,燃烧释放的总热量一般较小,但若阻燃处理不好,火焰蔓延较快,可能造成不合格。
2.3地面装修材料
规范规定,除部分特殊场合必须使用A级不燃材料外,其它场所可使用难燃和可燃材料。[1]常用的地面装修材料有木地板、地毯、PVC地板等。
木地板又可细分为实木地板、实木复合地板、浸渍纸层压木质地板等。由于产品材质和结构上的差异,实木地板和实木复合地板燃烧特点是易被点燃,火焰蔓延的速度慢,但持续时间较长,热释放量高,浸渍纸层压木质地板阻燃性能相对较好。由于材料本身可燃,必须经过阻燃处理才可达到B1级。阻燃处理包括在地板表面添加防火层、在表面涂覆防火涂料、对木材原料阻燃改性处理等,前两种方式阻燃效果不明显。对原材料阻燃改性是通过高压技术将阻燃剂渗透至木材原料一定深度内,再制成强化复合木地板,产品的阻燃效果较好。
地毯常见的材质有羊毛和化纤两种,羊毛的阻燃性能优于化纤。羊毛地毯中,羊毛含量越高的地毯阻燃效果越好。化纤地毯材质主要有尼龙66和尼龙6两种,尼龙66阻燃性能优于尼龙6。除材质外,阻燃处理也是决定地毯阻燃性能的关键,对地毯表面绒毛的处理可抑制燃烧后表层火焰的蔓延,对底布(背衬)的阻燃处理可抑制火焰沿底布(背衬)纤维方向往远端蔓延。从检测情况来看,地毯的燃烧性能参差不齐,燃烧现象与其他材质的地面装修材料相比,特点是前期火势较大,火焰蔓延速度较快。
PVC地板是一种卷材地板,可分为非同质聚氯乙烯材地板和同质聚氯乙烯材地板[2-3]。由于PVC材料本身阻燃性较好,具有一定的离火自熄性,因此PVC地板阻燃性能相对较好。但PVC地板的热稳定性差,同时燃烧时易产生大量的烟和有毒气体,因此应更加关注该类产品的产烟特性等级和烟气毒性等级。
2.4装饰织物
规范中对装饰织物根据场合不同,采用难燃B1级或可燃B2级材料[1]。
装饰织物指窗帘、帷幕、床罩、家具包布等,其材质包括棉、麻、毛、粘胶纤维、涤纶、锦纶等。由于织物用材料多取自天然动植物或是化纤材料,同时织物材料都较为轻薄,因此极易燃烧。很多火灾都是窗帘、床毯等织物先被点燃后引发的。
织物需经阻燃处理才能达到难燃B1级要求。织物处理方式分前处理和后处理两种。前处理阻燃是指采用阻燃纤维材料(如:凯夫拉芳纶1414、Nomex诺梅克斯芳纶1313、聚苯并咪唑纤维PBI、芳砜纶、酚醛、三聚氰胺等)制成的织物,其具有永久阻燃性。后处理则采用阻燃剂浸渍织物,再烘干,使织物附着一层阻燃剂,以达到阻燃效果。该方法因可采用普通材料,其成本较前处理阻燃材料低,但为非永久性阻燃,因阻燃劑会随着使用年限和洗涤次数的增加而逐渐老化脱落,其阻燃性能也随之降低甚至消失,而且处理后的织物会变的僵硬,失去织物原有的柔顺感。
由于使用阻燃纤维的永久阻燃织物价格高昂或性能不佳,目前工程中普遍使用后处理的方式使所用织物达到阻燃等级。在实际检测中,一些织物样品为了检测过关,涂覆大量阻燃剂,气味刺鼻,轻轻抖动有粉尘颗粒掉落,与实际使用状态不符。一些样品存在阻燃处理不均匀的现象,在剪裁制样时发现不同位置的软硬差异较大。由于目前对所用装修材料不再强制要求检测,很多工程甚至都不再对织物进行阻燃处理,工程上所用织物的阻燃性能堪忧,B1级织物的氧指数很难达到32.0的要求,也有一些织物垂直燃烧损毁长度超标甚至完全烧通。
2.5饰面型防火涂料
饰面型防火涂料是一种具有装饰作用,涂覆于可燃性基材表面,受火后能膨胀发泡形成隔热保护层,能降低基材表面可燃性的一种特种涂料。劣质防火涂料的成炭剂及发泡剂质量较差、添加量不足或混合不均,在受热时涂层发泡效果差、发泡不均匀甚至不发泡,不能形成保护基层的完整膨胀炭层,最终使基材因失去保护而燃烧。从试验结果统计来看,耐燃时间指标的合格率较低,劣质的饰面型防火涂料,甚至会出现烧穿基材的现象。
2.6保温材料
保温材料广泛应用于建筑物中,2015年正式实施的GB 50016-2014《建筑设计防火规范》与2006版相比,补充了建筑保温系统的防火要求,明确“建筑的内、外保温系统,宜采用燃烧性能为A级的保温材料,不宜采用B2级保温材料,严禁采用B3级保温材料。” [4]
保温材料的种类繁多,防火性能好坏与产品自身的特点、行业状况息息相关。以聚苯乙烯挤塑板(XPS)产品为例,在建筑中使用的挤塑聚苯板的燃烧性能通常要求达到B1级(难燃)。该产品的阻燃性能方面,虽然通过提高配方中阻燃剂的比例可以提升阻燃性能,但比例增加到一定数值时,阻燃剂对产品阻燃性能的影响很小,此时使用聚苯乙烯回料的多少和回料的质量也是决定产品阻燃性能的关键因素。随着原料价格不断上涨,目前几乎所有挤塑板的生产企业都采用回料作为原材料,很多企业采用100%回料,仅个别对产品质量有控制的大企业将回料比例控制在20%以内。企业使用的聚苯乙烯回料的质量也是参差不齐,例如有质量较好的进口回料,也有质量无法控制的劣质回收料。企业对回料的质量控制手段差异也较大,有的企业会检测每批次的灰分、熔融指数等指标,并根据实际配方比例混合制作小样用以检测燃烧性能,而大部分企业无有效控制的手段。另外,不少企业一味地关注挤塑聚苯板的保温性能,往往忽略阻燃性能的控制。
这样的行业现状导致市场上挤塑聚苯板的阻燃性能令人堪忧,尤其是厚度较大的产品更不易达到燃烧性能要求,工程中使用的挤塑聚苯板很多是可燃甚至易燃的,一旦发生火灾,将严重威胁人民群众的生命财产安全。
3 结语
从目前的内部装修材料阻燃性能质量现状来看问题较多,其危害性很高,一旦发生火灾,往往造成重大损失和人员伤亡。在新形势下,如何有效地对建筑内部装修防火材料的阻燃性能进行监管,成为消防工作的难点。
参考文献:
[1] GB50222-2017,建筑内部装修设计防火规范[S].
[2] GB/T11982.1-2015,聚氯乙烯卷材地板 第1部分:非同质聚氯乙烯卷材地板[S].
[3] GB/T11982.2-2015,聚氯乙烯卷材地板 第2部分:同质聚氯乙烯卷材地板[S].
[4] GB50016-2014,建筑设计防火规范[S].
作者简介:
赵心怡(1981-),女,江苏盐城人,硕士,主要从事阻燃建材及消防产品检测技术研究。