引言
2010年11月15日，上海這場特大火災(zāi)向人們無情地揭示了城市的一大軟肋，密集的高樓大廈一旦著火，后果不堪設(shè)想，這是新中國成立以來上海死亡人數(shù)最多的火災(zāi)。今年5月31日，江蘇南通市一在建高樓外墻著火引發(fā)火災(zāi)；9月9日，長春住宅樓電焊引燃外墻材料；烏魯木齊的26層高樓著火；青海31成商住樓外墻保溫材料著火•••這一次又一次的火災(zāi)為我們的城市敲響了生命的警鐘。
調(diào)查顯示，上海“11-5”大火起于外墻保溫材料，失火建筑的外墻并不是普通的磚混材料，而是類似泡沫的聚苯乙烯泡沫塑料板（XPS）材料，這是一種高效的保溫材料，具有可燃性，而且燃燒很快。中鐵建設(shè)集團(tuán)總工程師賈洪表示現(xiàn)在我國高層建筑使用易燃材料過多，國內(nèi)外大量的火災(zāi)也統(tǒng)計表明，許多建筑火災(zāi)是由于其保溫材料的燃燒引起的，造成人員重大傷亡和財產(chǎn)損失也是由于保溫材料采用了大量的可燃、易燃材料所致。因此，合理選擇高層建筑材料對高層建筑防火至關(guān)重要。下面從高層建筑的保溫材料、結(jié)構(gòu)材料和裝飾材料上分別說明其防火性能與建筑防火時的選擇，以及幾種新型防火材料的發(fā)展與應(yīng)用前景。
我國高層建筑材料現(xiàn)狀與防火材料的選擇
1.保溫材料
目前，我國高層建筑采用的保溫材料絕大部分都是高分子有機(jī)發(fā)泡保溫板，如EPS、XPS等。這些材料普遍耐熱差、易燃燒，在燃燒時會釋放大量熱量、產(chǎn)生有毒煙氣、加速大火蔓延，容易造成被困人員及救援人員傷亡。這些材料成本低廉，保溫效果好，且有一定的機(jī)械強(qiáng)度和柔韌性、吸水率低、施工方便、易切割，占據(jù)著目前市場上保溫材料80%的比例。目前國際上比較流行的是泡沫玻璃、巖棉等無機(jī)保溫材料其本身不燃、耐高溫、防火性好，但不足之處是板材對火災(zāi)煙氣蔓延的阻隔性能差。為了保障安全，通行的做法是進(jìn)行阻燃處理，但阻燃材料還會導(dǎo)致燃燒不完全，增加煙氣的毒性；通過建內(nèi)墻保溫層做隔斷的方法能有效地阻止火災(zāi)的蔓延，但內(nèi)墻保溫層會縮小房屋內(nèi)部空間。
從技術(shù)方面講，可以采用兩種解決方法。一是在現(xiàn)有保溫隔熱材料的基礎(chǔ)上進(jìn)行保溫
系統(tǒng)構(gòu)造技術(shù)改進(jìn)。采用無空腔粘結(jié)或固定方式、增加防火隔斷的構(gòu)造、增加防火保護(hù)面層及面層的厚度。二是采用新型的節(jié)能與防火兼顧的保溫材料。專家表示酚醛泡沫可以起到安全與節(jié)能雙保險效果。酚醛泡沫不僅保溫性能好，且即使在高溫下燃燒時也無滴落物、發(fā)煙量低，幾乎不產(chǎn)生一氧化碳等有毒氣體。
日前一些建材廠家推出了利用傳統(tǒng)建材發(fā)泡加工的墻材，這類保溫材料生產(chǎn)是利用水泥、石屑、粉煤灰為原料，適量添加發(fā)泡劑，經(jīng)特殊工藝復(fù)合、攪拌、分切而成，由于混凝土砌塊中的氣孔形成空氣隔熱層，物理結(jié)構(gòu)變了，因而具有保溫性能，有些廠家還在切塊中加工出槽狀的氣簾，添加保溫材料，更增強(qiáng)了墻材的保溫性，這種材料本身還有防火功能，能解決了節(jié)能和防火的難題。
2．結(jié)構(gòu)材料
建筑結(jié)構(gòu)材料主要有鋼材、混凝土和磚石。磚石主要用于建筑的非承重墻或隔墻中，是一種耐火性較好的材料，但其相對較重、價格較高，因此在使用磚石作為防火保護(hù)材料時，從經(jīng)濟(jì)的角度，其吸引力相對較小，當(dāng)前高層建筑應(yīng)用最多最廣泛的是鋼材和混凝土。
建筑鋼材具有強(qiáng)度大、塑性和韌性好、品質(zhì)均勻、制成的鋼結(jié)構(gòu)重量輕等優(yōu)點。一般的鋼結(jié)構(gòu)如果不加保護(hù)層的話，會在溫度超過450攝氏度后出現(xiàn)變形，而當(dāng)溫度超過650攝氏度，斷裂的危險就會加大，在此溫度下，鋼結(jié)構(gòu)的耐火時間只有十幾分鐘。人們可以采用噴涂材料、膨脹涂料、隔板或石膏板、混凝土包裹或填充料等方法，以此延緩鋼材溫度的升高及相關(guān)材料特性的下降，以提高鋼結(jié)構(gòu)的耐火性能，從而提高建筑防火能力。
混凝土是一種不燃材料，其熱容量大，熱導(dǎo)率小，但在溫度升高的條件下，混凝土也會發(fā)生性能衰減，并產(chǎn)生裂紋和剝落等現(xiàn)象，導(dǎo)致構(gòu)件截面減少和鋼筋直接暴露于火中，造成構(gòu)件承載力迅速降低，甚至失去支撐能力，發(fā)生倒塌破壞，失去隔火作用。因此，為提高混凝土材料的防火能力，可在鋼筋混凝土構(gòu)件外加設(shè)保護(hù)層，適當(dāng)加大構(gòu)件的截面積；采取合理的耐火構(gòu)造設(shè)計，避免構(gòu)件出現(xiàn)過大的撓曲、過于集中的受力等；加強(qiáng)縫隙的封堵，防止發(fā)生穿透性裂縫；噴涂防火涂料等方法。
3.裝飾材料
防火玻璃具有良好的透光性能和耐火、隔熱、隔音性能，能有效地阻斷火焰，隔絕高溫及有害氣體。可主要適用于建筑物房間、走廊、通道的防火門窗、建筑天井、中庭、共享空間和計算機(jī)機(jī)房防火分區(qū)隔斷墻。
木材具有質(zhì)量輕，強(qiáng)度大，熱導(dǎo)率小，容易加工，裝飾性好，取材廣泛等優(yōu)點，但在火災(zāi)中，木材極易燃燒。因此，為克服木材易燃燒的缺點，可通過加壓浸注和表面涂刷兩種方法改善其表面可燃性。木質(zhì)防火門自重輕，安裝方便，便于二次裝修，適用于各類民用建筑。防火木制窗框周圍嵌有木制密封材料，遇熱膨脹，能防止火焰從縫隙鉆入，即使屋外火勢猛烈，它也可以耐火30分鐘。
防火板能防火、防潮、耐磨、耐油、易清洗，在建筑物出口通道、樓梯井和走廊等處裝設(shè)防火吊頂天花板，能確?；馂?zāi)時人們安全疏散，并保護(hù)人們免受蔓延火勢的侵襲。
墻紙在國內(nèi)興建的不少高層公共建筑和重要的住宅等建筑中應(yīng)用愈來愈廣，從防火角度看，采用非燃燒或難燃燒墻紙是有利的，在設(shè)計中應(yīng)注意優(yōu)先選用。
防火卷簾一般具有良好的防火、隔熱、隔煙、抗壓、抗老化、耐磨蝕等各項功能，在建筑物內(nèi)不便設(shè)置防火墻的位置可設(shè)置防火卷簾。
防火封堵材料用于封堵各種貫穿，如電纜、風(fēng)管、油管、天然氣管等穿過墻壁、樓板時形成的各種開口以及電纜架橋的分段防火分隔，以免火勢通過這些開口及縫隙蔓延達(dá)到防火的目的。
其他裝飾材料如塑料制品，其火焰溫度高，燃燒速度快，發(fā)煙量大，毒性大，處理方法就是添加各種阻燃劑，所以應(yīng)盡量少用。
幾種新型防火建筑材料
不燃性建筑材料石膏建筑材料在防火上有許多獨特的優(yōu)點。鋼材的導(dǎo)熱系數(shù)為55，花崗巖2.9，普通混凝土1.8，塑料泡沫為0.03，而石膏板在0.194-0.35之間。此外石膏制品內(nèi)的石膏相為CaS04•2t120結(jié)晶體，在火災(zāi)現(xiàn)場的高溫環(huán)境下，吸收熱量釋放出結(jié)晶水，并在制品表面形成水蒸汽屏障，降低制品附近區(qū)域溫度，能有效地阻止火焰蔓延，降低火災(zāi)環(huán)境的局部溫度，延緩制品著火燃燒時間，而且建筑石膏制品不會產(chǎn)生任何有毒使人窒息的燃燒氣體，也不會揮發(fā)任何分解的或助燃的物質(zhì)與煙氣。與其它建筑材料相比，石膏材料生產(chǎn)能耗低、質(zhì)量輕、保溫、隔熱、隔聲性能好及施工簡便等特點，尤其是它們獨特的防火功能，使它們在建筑材料上的發(fā)展前景廣為看好。
噴射防火材料包括噴射纖維類材料和噴射水泥類材料，與其他防火材料相比他的容量更輕、熱容更小等優(yōu)點，被廣泛用于建筑物的防火、隔熱、吸聲，工業(yè)設(shè)備的防火、絕熱、隧道工程的防火隔熱等方面。
功能性建筑涂料是由基料、顏料、填料和助劑等組成的，分膨脹型防火涂料和非膨脹型防火涂料兩大類。非膨脹型防火涂料隔熱較差，只能抗瞬時的高溫和火焰，且涂層較厚。相比較而言，膨脹型防火涂料在火焰和高溫下，表面涂層會熔融、起泡、隆起，形成均勻而致密的蜂窩狀或海綿狀炭質(zhì)泡沫隔熱層，并釋放出不燃性氣體。從阻燃效果、裝飾效果及經(jīng)濟(jì)成本角度考慮，膨脹型防火涂料應(yīng)用得更為廣泛，其防火效果最好，是當(dāng)今防火涂料的發(fā)展趨勢。
傳統(tǒng)的有機(jī)建筑材料在較大火災(zāi)發(fā)生時在燃燒中釋放出大量煙霧和有毒氣體，成為火災(zāi)中威脅人們生命的致命殺手。而上個世紀(jì)80中后期西方國家發(fā)展起來的“第二代酚醛樹脂”及其復(fù)合材料具有阻燃性能好，發(fā)煙度低等優(yōu)點，這種良好的耐高溫、耐熱性使酚醛FRP在小火時能不變形極高的氧指數(shù)保證了其遇火難燃燒，而優(yōu)良的發(fā)煙性能確保發(fā)生大火時也只會發(fā)出極其有限的煙置，可以有效地保護(hù)火災(zāi)現(xiàn)場人員的生命安全。
結(jié)語
一次次大火帶走了多少鮮活的生命，多少家庭因為毫無預(yù)兆的火災(zāi)而家破人亡，上海用了250個場館、6個月的時間、7300萬人來宣揚(yáng)“城市讓生活更美好”，而1幢大樓、4個小時、53位亡靈證明了這不過是一個口號。因為人們需要一個遮風(fēng)擋雨的住所，人們需要一個家，才有了建筑業(yè)的發(fā)展，可如果我們的家時時刻刻都存在安全隱患，下雨擔(dān)心漏雨，地震擔(dān)心樓塌，擔(dān)心裝修后的有毒氣體•••那我們何以幸福的生活，城市又怎能讓生活更美好？
我們只能由衷的期望建筑業(yè)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)能更嚴(yán)格，高層建筑在選擇建筑材料方面要謹(jǐn)慎，防火建筑材料能夠在技術(shù)上取得更大突破，能廣泛地取代傳統(tǒng)的建筑材料，成為建筑材料的主流之選。
