论文部分内容阅读
摘要：建筑材料的保护是当前建筑行业安全稳定发展的重要前提，材料的燃烧性能主要是指材料对火反应的能力，本文主要基于建筑材料的应用特征以及其分级基本参数，分析在火反应条件下建筑材料的应用特征及其级别。
关键词：火反应 建筑材料 应用特征 级别
中图分类号：TU767 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）08（c）-0055-01
燃烧性能是建筑材料本身对火反应的能力，燃烧性能的分级则是根据其对火反应能力的特增参数的大小进行排列，并且划分等级。材料燃烧性能分级体系是材料火反应能力的体系。建筑材料的燃烧性能在一定意义上，直接影响着建筑材料的正常使用。就目前发展来看，各个国家都有自己的燃烧性能分级体系，将建筑材料的火反应燃烧等级进行分级，由于缺乏统一的指标，各个国家的分级程度不同。火灾理论在我国的发展起步较晚，因此在理论建设上还存在明显不足。
1 建筑材料概述
建筑材料是材料构造和形式的高度统一，在建筑物中使用的材料称之为建筑材料，随着建筑业的发展和建筑工艺的提高，各种新型的建筑材料得到了非常广泛的应用，包括了保温材料、隔热材料、高强度材料等新型材料，这些材料在当前的建筑中得到了很好的应用。建筑材料可以分为结构材料、装饰材料以及其他专用材料。随着我国经济的发展，环保理念日渐深入人心，建筑材料的选择上也开始去选择绿色环保的材料。生态建筑材料主要来自于生态环境材料，生态环境材料的首要特征是节约资源和能源，其次是能够减少建筑材料的环境污染，避免对环境造成破坏，最后是生态建筑材料能够方便回收和循环利用。
建筑材料的火反应是和建筑材料的特征和建材性质直接相关的，随着建筑物的建设发展，各种新型材料日渐出现，对建筑材料的燃烧值的研究也显得愈发重要，只有对建筑物的燃烧值做了具体的检测之后，才能清楚建筑物的热力反应，为更好地利用建筑材料，防止建筑火灾提供可能，加强建筑物和建筑材料使用过程中的安全性和稳定性。不同额建筑材料在火反应基础上具有不同的燃烧特性，笔者将在下文中针对不同的建筑特征和火反应的基本概念分析基于火反应谈建筑材料应用特征及其级别。
2 火反应概述
2.1 火反应试验
各个国家的火反应试验方法不同，以试验对象分类可以分为材料的燃烧性能和建筑制品的燃烧性能。以材料为对象的火反应试验，主要是以测定材料的物理和化学燃烧性能为主。比如材料的温度、自燃点、燃烧时间等。对建筑品的燃烧性能主要是指使用安全上为目标，检测订制品德燃烧特性。建筑材料一般分为非燃烧性材料和燃烧性材料。针对非燃烧性材料的测试标准各个国家不尽相同，因此，对非燃烧性材料的划分和等级确认都是不相同的。从检测的研究上来看，对建筑材料的分级和划分，是采用以量热学耗氧原理为基础的测验方法。
燃烧热也称为热值，是指单位质量的材料完全燃烧后释放出来的总热量，严格的说也是标准条件下，燃烧材料的热反应是对建筑材料的氧化反应。首先从热力学第一定律来看，物质在燃烧过程中的能量变化是功和热两种形式。热效应是发生火灾的重要来源，研究燃烧的热学性质是对建筑材料的热反应研究的重要内容。采用热化学反应方程计算燃烧热的方法只是对单质或者纯化合物，而从建筑材料的使用来看，纯物质的应用范围是很小的。建筑材料的各种成分是非常复杂的，因此不可能写出非常明确的化学分子。因此，在实际应用中，大多数建筑材料和实际应用中的多数材料的燃烧值都需要试验确定，就当前的检测技术来看，最佳的测定方法是氧弹量热计方法。
2.2 火反应荷载密度
火反应荷载密度是指在火灾环境下，火灾空间内的可燃物燃烧时产生的总热量。火灾的荷载密度是指火灾空间内的所有可燃建筑材料完全燃烧之后产生的总热量，即单位面积上的可燃材料的总发热量。火反应的荷载可以分为固定火灾负荷，活动火灾负荷、临时火灾负荷。固定火灾负荷即是指在房间内装修用、基本固定不变位置的可燃材料，比如房间内的墙面、地面等；活动火灾负荷是指房间内正常使用的另外的布置，比如衣物、家具等；临时火灾负荷是指由建筑的使用者临时带來并且在此停留的极短时间的燃烧状态。
3 建筑材料燃烧的毒气效应
对火反应的燃烧毒性的研究，是对有机建材在燃烧或者热分解情况下产生的烟尘和气体的成分进行定量和定性的了解，对建筑材料研究的主要目标是确定毒性，还有一个目标是设计分级。建筑材料气体的产生，在燃烧过程中主要分为热分解阶段和燃烧阶段。释放的气体所含的成分主要是为C、H、O、N、S等，这些化学原色通过组合产生了CO、CO2、SO2、NH3等气体，在燃烧的过程中还有可能会有乙醛等高分子单体物质，随着这些气体成分的出现还会出现产生大量烟尘以及水蒸气等。然而空气中的O2的变化会直接导致CO、CO2的生成。火反应过程中所产生的毒气会对人体产生危害，其危害主要表现在毒气的吸入，这种效应是随着建筑材料本身的特性、人体在火灾中暴露的时间，火灾产生的毒气浓度，毒气效应会让人的嗅觉和呼吸系统受到刺激，丧失行动能力，模糊视线，损伤肺组织和抑制呼吸而死亡。因此火灾情况下，会容易使人的意识模糊，行为错乱，实际建筑材料在燃烧过程中产生的毒气效应是综合性的，体现出对人体的不同作用强度。
4 建筑材料的防火评级
通常情况下，材料的净燃烧热和燃烧所需要的氧气是成比例的，换言之，每消耗1kg的氧约释放13.1×103kJ的热量。对于大多数的建筑可燃物来说，这个数量的变化时在5%左右的范围内。平均来讲，不同材料所释放的热量速大致在900s的试验周期以内，并且释放热量的速率逐渐朝平稳靠近。热释放速率最大值和总放热量可以作为表示建筑材料在规定时间内对火反应特征的基本参数。不同类型的建筑材料在燃烧过程中所释放出来的热量是存在较大差异的，在相同的外部条件下，热量释放的速率和时间之间关系主要体现在峰值的大小的差异上。
综上所述，基于火反应谈建筑材料应用特征及其级别，针对不同的建筑材料是具有不同的的燃烧性能的，提高对建筑材料火反应的研究，有利于增强建筑材料的稳定性和安全性。
参考文献
[1] 李引擎，陈景辉，季广其.建筑材料对火反应特性及分级体系[J].消防科学与技术，2001（5）.
[2] 卢国建.建筑室内火灾轰燃的预测及控制方法研究[D].重庆大学，2005.
[3] 杨晓菡.建筑室内木材火灾特性参数规律性研究[D].重庆大学，2006.
[4] 季经纬，杨立中，范维澄.外部热辐射对材料燃烧性能影响的实验研究[J].燃烧科学与技术，2003（2）.
[5] 江波，张艳霞.论新型建筑材料的生态特点[J].城市建设理论研究，2012（9）.
[6] 李丽丹，王旭.浅析建筑防火材料的应用[J].辽宁建材，2010（3）.
关键词：火反应 建筑材料 应用特征 级别
中图分类号：TU767 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）08（c）-0055-01
燃烧性能是建筑材料本身对火反应的能力，燃烧性能的分级则是根据其对火反应能力的特增参数的大小进行排列，并且划分等级。材料燃烧性能分级体系是材料火反应能力的体系。建筑材料的燃烧性能在一定意义上，直接影响着建筑材料的正常使用。就目前发展来看，各个国家都有自己的燃烧性能分级体系，将建筑材料的火反应燃烧等级进行分级，由于缺乏统一的指标，各个国家的分级程度不同。火灾理论在我国的发展起步较晚，因此在理论建设上还存在明显不足。
1 建筑材料概述
建筑材料是材料构造和形式的高度统一，在建筑物中使用的材料称之为建筑材料，随着建筑业的发展和建筑工艺的提高，各种新型的建筑材料得到了非常广泛的应用，包括了保温材料、隔热材料、高强度材料等新型材料，这些材料在当前的建筑中得到了很好的应用。建筑材料可以分为结构材料、装饰材料以及其他专用材料。随着我国经济的发展，环保理念日渐深入人心，建筑材料的选择上也开始去选择绿色环保的材料。生态建筑材料主要来自于生态环境材料，生态环境材料的首要特征是节约资源和能源，其次是能够减少建筑材料的环境污染，避免对环境造成破坏，最后是生态建筑材料能够方便回收和循环利用。
建筑材料的火反应是和建筑材料的特征和建材性质直接相关的，随着建筑物的建设发展，各种新型材料日渐出现，对建筑材料的燃烧值的研究也显得愈发重要，只有对建筑物的燃烧值做了具体的检测之后，才能清楚建筑物的热力反应，为更好地利用建筑材料，防止建筑火灾提供可能，加强建筑物和建筑材料使用过程中的安全性和稳定性。不同额建筑材料在火反应基础上具有不同的燃烧特性，笔者将在下文中针对不同的建筑特征和火反应的基本概念分析基于火反应谈建筑材料应用特征及其级别。
2 火反应概述
2.1 火反应试验
各个国家的火反应试验方法不同，以试验对象分类可以分为材料的燃烧性能和建筑制品的燃烧性能。以材料为对象的火反应试验，主要是以测定材料的物理和化学燃烧性能为主。比如材料的温度、自燃点、燃烧时间等。对建筑品的燃烧性能主要是指使用安全上为目标，检测订制品德燃烧特性。建筑材料一般分为非燃烧性材料和燃烧性材料。针对非燃烧性材料的测试标准各个国家不尽相同，因此，对非燃烧性材料的划分和等级确认都是不相同的。从检测的研究上来看，对建筑材料的分级和划分，是采用以量热学耗氧原理为基础的测验方法。
燃烧热也称为热值，是指单位质量的材料完全燃烧后释放出来的总热量，严格的说也是标准条件下，燃烧材料的热反应是对建筑材料的氧化反应。首先从热力学第一定律来看，物质在燃烧过程中的能量变化是功和热两种形式。热效应是发生火灾的重要来源，研究燃烧的热学性质是对建筑材料的热反应研究的重要内容。采用热化学反应方程计算燃烧热的方法只是对单质或者纯化合物，而从建筑材料的使用来看，纯物质的应用范围是很小的。建筑材料的各种成分是非常复杂的，因此不可能写出非常明确的化学分子。因此，在实际应用中，大多数建筑材料和实际应用中的多数材料的燃烧值都需要试验确定，就当前的检测技术来看，最佳的测定方法是氧弹量热计方法。
2.2 火反应荷载密度
火反应荷载密度是指在火灾环境下，火灾空间内的可燃物燃烧时产生的总热量。火灾的荷载密度是指火灾空间内的所有可燃建筑材料完全燃烧之后产生的总热量，即单位面积上的可燃材料的总发热量。火反应的荷载可以分为固定火灾负荷，活动火灾负荷、临时火灾负荷。固定火灾负荷即是指在房间内装修用、基本固定不变位置的可燃材料，比如房间内的墙面、地面等；活动火灾负荷是指房间内正常使用的另外的布置，比如衣物、家具等；临时火灾负荷是指由建筑的使用者临时带來并且在此停留的极短时间的燃烧状态。
3 建筑材料燃烧的毒气效应
对火反应的燃烧毒性的研究，是对有机建材在燃烧或者热分解情况下产生的烟尘和气体的成分进行定量和定性的了解，对建筑材料研究的主要目标是确定毒性，还有一个目标是设计分级。建筑材料气体的产生，在燃烧过程中主要分为热分解阶段和燃烧阶段。释放的气体所含的成分主要是为C、H、O、N、S等，这些化学原色通过组合产生了CO、CO2、SO2、NH3等气体，在燃烧的过程中还有可能会有乙醛等高分子单体物质，随着这些气体成分的出现还会出现产生大量烟尘以及水蒸气等。然而空气中的O2的变化会直接导致CO、CO2的生成。火反应过程中所产生的毒气会对人体产生危害，其危害主要表现在毒气的吸入，这种效应是随着建筑材料本身的特性、人体在火灾中暴露的时间，火灾产生的毒气浓度，毒气效应会让人的嗅觉和呼吸系统受到刺激，丧失行动能力，模糊视线，损伤肺组织和抑制呼吸而死亡。因此火灾情况下，会容易使人的意识模糊，行为错乱，实际建筑材料在燃烧过程中产生的毒气效应是综合性的，体现出对人体的不同作用强度。
4 建筑材料的防火评级
通常情况下，材料的净燃烧热和燃烧所需要的氧气是成比例的，换言之，每消耗1kg的氧约释放13.1×103kJ的热量。对于大多数的建筑可燃物来说，这个数量的变化时在5%左右的范围内。平均来讲，不同材料所释放的热量速大致在900s的试验周期以内，并且释放热量的速率逐渐朝平稳靠近。热释放速率最大值和总放热量可以作为表示建筑材料在规定时间内对火反应特征的基本参数。不同类型的建筑材料在燃烧过程中所释放出来的热量是存在较大差异的，在相同的外部条件下，热量释放的速率和时间之间关系主要体现在峰值的大小的差异上。
综上所述，基于火反应谈建筑材料应用特征及其级别，针对不同的建筑材料是具有不同的的燃烧性能的，提高对建筑材料火反应的研究，有利于增强建筑材料的稳定性和安全性。
参考文献
[1] 李引擎，陈景辉，季广其.建筑材料对火反应特性及分级体系[J].消防科学与技术，2001（5）.
[2] 卢国建.建筑室内火灾轰燃的预测及控制方法研究[D].重庆大学，2005.
[3] 杨晓菡.建筑室内木材火灾特性参数规律性研究[D].重庆大学，2006.
[4] 季经纬，杨立中，范维澄.外部热辐射对材料燃烧性能影响的实验研究[J].燃烧科学与技术，2003（2）.
[5] 江波，张艳霞.论新型建筑材料的生态特点[J].城市建设理论研究，2012（9）.
[6] 李丽丹，王旭.浅析建筑防火材料的应用[J].辽宁建材，2010（3）.