防火封堵技术和防火封堵产品浅议

周　洋

（中国人民武装警察部队学院研究生部，河北　廊坊）

摘要：建筑防火封堵是建筑防火的重要技术手段，也是当前建筑工程领域中的重点和难点。本文从分析建筑防火封堵原理和关键影响因素出发，结合工程应用实际，独创性地提出了防火封堵技术措施的组合应用。再从抗爆型防火封堵板材出发，介绍了当前防火封堵产品的现状并分析原因。最后，从产品质量、产品标准、产品选用和施工应用四个方面提出了相应建议，力图为解决防火封堵问题提供新的思维和方法。

关键词：防火封堵；技术措施；材料；产品；施工

1　引言

建筑物在建造过程中，因功能和施工需要，其内部有大量的机电管道在楼板和墙体间纵横穿越，因此，造成楼板与管道、墙体与管道之间存留孔洞或孔隙。这些穿越孔洞或孔隙如不采取封堵措施，在发生火情时会导致火势和烟气在建筑中迅速蔓延扩大。而防火封堵就是用防火封堵材料密封电缆或管道穿过墙体或楼板形成的孔洞，阻止热量、火焰和烟气蔓延扩散到相邻区域，达到保护人员和设备安全的目的。它作为一种重要技术措施，被广泛应用于建筑防火中。

2　防火封堵的原理和意义

防火封堵的基本原理是封堵材料起膨胀吸热和隔热作用，遇火膨胀以密封可燃物燃烧所留下的缝隙，阻止火灾和火灾中产生的有毒气体和烟雾的蔓延；吸热和隔热以降低贯穿物背火面的温度，防止背火面可燃物自燃。防火封堵的意义在于当火灾发生后，其能有效的限制火灾和火灾中产生的有毒烟气的蔓延，从而保护起火源以外区域的人员和设备的安全。以混合穿越贯穿孔口的防火封堵为例，其构造示意图如图1所示。

3　防火封堵技术措施的组合应用

在防火封堵的实际应用中，往往存在防火封堵技术措施单一，封堵方法不正确或封堵不完全，未考虑贯穿物的类型及性质、贯穿孔洞的大小及位置以及防火封堵材料的特性等问题，从而使防火封堵不能达到预期效果。为此，笔者根据《建筑设计防火规范》（GB50016—2014）、《建筑防火封堵应用技术规程》（CECS154：2003）等规范、规程中的要求，结合防火封堵的产品特点、建（构）筑物机电安装工程中实践及相关技术措施，独创性地提出最为主要的也是应用最为广泛的五种防火封堵技术措施：“封、堵、隔、包、涂”，以下对这五种防火封堵技术的组合应用作出浅析。

（1）封。即“封闭”、“密封”，就是采用耐火材料构成的封闭结构对电缆进行封闭保护，典型的防火封堵产品是耐火电缆槽盒。其防火阻燃机理是：当电缆敷设于密封结构内时，由于封闭材料的难燃性或不燃性，外部火焰不至于直接波及内部电缆。由于结构的热膨胀性能以及封闭性，即使内部电缆因某种原因着火，也会因氧气得不到补充而熄灭。

（2）堵。即“堵截”“堵塞”，就是采用无机堵料、有机堵料、阻火包等防火材料对管道或电线、电缆贯穿孔洞，尤其是较大的孔洞进行堵截，典型的防火封堵产品是防火灰泥为主的无机堵料，防火密封胶、防火泥、防火填缝胶、防火封堵漆、防火发泡砖、防火塞、防火泡沫为主的有机堵料，以及阻火包。当桥架与电缆间空隙较小时，可采用柔性有机防火堵料进行封堵；当孔隙较大时，可采用阻火包进行封堵。以有机堵料为例，其在高温和火焰作用下其体积先膨胀后硬化，形成一层坚硬致密的釉状层，这种膨胀及釉状层形成的过程是一种吸热反应，可消耗大量的热，有利于体系温度的降低；形成的釉状层具有较好的隔热性，能起到良好的阻火堵烟及隔热作用。

（3）隔。即“阻隔”“隔断”，就是采用防火板等防火材料对贯穿墙、楼板孔洞进行隔断，典型的防火封堵产品是防火封堵板材。在电缆竖井，综合管道井等部位的适当位置设置阻火段，由于防火板系统的热膨胀性能以及膨胀后形成的坚实碳化体，故可以使较大孔洞的开口在火灾中被封闭隔断。

（4）包。即“包裹”，就是采用防火包裹材料对机械管道及厨房油烟管道作防火阻燃处理，典型的防火封堵产品是阻火圈、阻火带等。防火包裹材料缠绕于机械管道或厨房油烟管道的外部后，形成一个密封套，当内部或外部起火时，包裹材料利用其吸热或者绝热作用，可形成良好的隔热层，减缓火焰的传播速度，阻止其燃烧，并且防止管道烧毁后毒烟、毒气顺着管道蔓延到未发生火灾的区域，为人员安全撤离提供了更加充裕的时间。

（5）涂。即“涂覆”，就是将防火涂料涂覆于可燃基材、钢结构、混凝土表面进行耐火隔热处理，典型的防火封堵产品是钢结构防火涂料、电缆防火涂料等。防火涂料用于可燃基材、钢结构、混凝土表面后，能形成耐火隔热保护层，降低被涂材料表面的可燃性，阻滞火灾的迅速蔓延，从而提高被涂材料耐火极限。

4　防火封堵板材

4.1　防火封堵板材概念及材料标准

防火封堵板材是用防火材料制成的硬质不燃板材，材料厚度均匀，具有防火、隔热性能和承载能力，主要适用于较大尺寸的贯穿孔口和空开口的防火封堵。其方便切割和钻孔，切割后，采用具有防火性能的紧固件固定在被贯穿物上。

在《防火封堵材料》（GB 23864—2009）国家标准（以下简称为《标准》）中，第5.2.1条规定“防火封堵材料的耐火性能按耐火时间分为：1.00h、2.00h、3.00h三个级别，耐火性能的缺陷类别为A类”。《标准》第5.2.2条规定“防火封堵材料的耐火性能应符合表1的规定”。《标准》第6.16.7.2条指出，完整性丧失的特征是，在试件的背火面有如下现象出现：（a）点燃棉垫；（b）有连续10s的火焰穿出。见表1。

由此可知，防火封堵板材的耐火时间最小要求值为1.00h，且在1.00h内，防火封堵板材的背火面不能点燃棉垫，没有连续10s的火焰穿出。《标准》把板材不能爆裂视作耐火完整性的最基本原则，所以没有具体提出相应要求，也没有把其作为完整性丧失的特征，而是在不爆裂的原则基础上提出了更高的要求，把背火面点燃棉垫或者有连续10s的火焰穿出作为完整性丧失的特征。

4.2　防火封堵板材和不燃无机复合板的区别

这两种产品的区别主要在于以下几个方面：首先，防火封堵板材不仅要做产品燃烧性能的检测，同时还要做产品耐火性能的检测。《标准》要求防火封堵板材的耐火时间必须达到1.00h及以上，同时分为1.00h、2.00h、3.00h三个级别。而不燃无机复合板只做该产品的燃烧性能的检测，不做产品耐火性能的检测。其次，防火封堵板材的生产技术可以应用于耐火电缆槽盒的生产上。由于通电电缆的外层塑料绝缘护套耐温较低，有的只能耐100多摄氏度，当电缆线外部出现火灾时，电缆线的外层护套就会在高温下软化、熔解，造成通电导线短路，导致更大规模的火灾发生，所以往往将电缆线放置于耐火电缆槽盒。防火封堵板材由于其抗烧爆、高强度、耐高温、耐老化等优点，可应用于耐火电缆槽盒的生产上，作为耐火电缆槽盒的基本架使用。而不燃无机复合板不抗烧爆，在温度超过100℃的情况下，复合板中的结晶水就会发生汽化变成水蒸气，使复合板产生爆裂，火焰直接穿过不燃无机复合板，达不到防火效果，因此不能用于耐火电缆槽盒的生产。

4.3　防火封堵板材现状问题及原因分析

事实上，目前市场销售、工程使用的防火封堵板材质量参差不齐，比较低下。笔者选取市场上名气较大、销量较多的几种防火封堵板材进行耐火试验，试验中，这些板材均在5min内爆裂。这一试验结果是令人惊讶的，与标准规定相去甚远，连《标准》中最基本要求都不能满足。

产生这些现象、问题的原因是多方面的：一是生产环节。首先，产品生产厂家本身缺乏技术支撑，对专用于防火涂料的原料研究不够，私下采用其他厂家的配方、产品，模仿其他厂家的产品，甚至非法生产假冒伪劣和不合格消防产品，造成了产品质量低劣的后果。其次，目前绝大多数的生产企业对使用于防火封堵工程的防火封堵板材并不按照国标GB23864—2009《防火封堵材料》中的要求进行检测，而是参照国标25970—2010《不燃无机复合板》的要求进行检测。二是销售环节。目前市场上相关产品种类众多，市场竞争激烈，各方为了自己获得更大利益而利欲熏心，销售假冒伪劣和不合格消防产品。三是使用环节。施工单位擅自降低技术标准，偷工减料进行安装、维修，甚至使用假冒伪劣和不合格消防产品。四是监管环节。虽然消防产品质量监督检验中心出具《检验报告》，消防产品合格评定中心发放《产品型式认可证书》，但相关部门对于生产、销售、使用这三个环节的监管却比较为难。质监、工商部门没有坚持“联合执法、各司其职”的原则，对于消防产品了解不够深入，认为消防部门才是各环节的监管主体；消防部门虽可以施工前、施工时进行抽检，但对于施工单位在施工期间临时“掉包”却无能为力，即使在验收时，也往往不会把防火封堵材料作为验收项目。

4.4　抗爆型防火封堵板材可靠性及应用性分析

现在的防火封堵板材只进行不燃试验、耐火试验，证明其是不燃材料、耐火材料，但却不能证明其一定是好的防火材料。目前市场上的大多防火封堵板材在耐火时间、阻隔烟气等效果上达不到防火要求，而抗爆型防火封堵板材是最近几年研发的新产品，如图2所示。其理化性能好，耐火性能强，耐火时间可达到5.00h以上，不仅符合“不爆裂”这一最基本原则，还能满足《标准》中的最高级别耐火性能要求，并能超出标准值不少。其最大优点及其可靠性在于：

（1）耐火时间长，采用氯化石蜡、聚磷酸铵等作为阻燃体系，耐火极限能达到5.00h以上，大于《标准》最高要求的3.00h。

（2）抗弯强度大，采用氯化石蜡等作为增塑剂，抗弯强度能达到77.69MPa，远大于《标准》要求的0.10MPa。

另外，其具有低碳节能、环保利废、耐久性好等特点，适用于较大尺寸的贯穿孔口和空开口的防火、防烟封堵，满足了建筑防火材料市场对高质量防火封堵板材的急迫需要。

同时，该产品经过多年的研发，各项指标超出《标准》要求，较同类板材更具有优势，这就决定了其不同的应用特点和更广的应用范围，它除了已在全国各地用于普通建筑、电厂的防火、防烟封堵外，还可用于弹药库等军工场所。随着建筑防火的力度加大，它将会逐步发展成为新型建筑防火材料的主导产品之一，在建筑防火材料行业具有很大的发展空间。

4.5　防火封堵工程技术经济综合分析

（1）现在市场上的防火封堵板材，大多质量不过关。以耐火时间为技术指标，合格的产品也多为1.00h左右，价格50～70元/m2。

（2）该抗爆型防火封堵板材，实验耐火时间在5.00h以上，价格100元/m2；若采用该抗爆型产品并按一次性投资，则工程预算大约增加20%～30%。但该产品实验耐火时间在5.00h以上，能更好地保护人身和财产安全，且其抗弯强度大，绿色环保，耐久性好，与建筑物同寿命。从消防经济学的角度来看，工程防火效果更好，综合效益明显占优，相信其市场占有率必将超过传统的防火封堵板材，有着巨大的市场潜力和经济效益。

5　结论

（1）防火封堵板材等防火材料的研究思路及发展方向：建筑防火材料除具有优异的防火性能外，近年来也朝着质轻、高强度、高耐火性能方向发展，抗爆型防火封堵板材就很好地为发展高质量、复合型防火材料提供了新思路。不断拓展防火材料在建筑防火封堵上的应用，不断推陈出新，研发高质量、复合型的产品，是该行业的发展方向。

（2）防火封堵板材等防火材料的质量：一方面防火材料自身应追求完美，去匹配产品标准、防火规范（耐火时间是几小时，就必须达到而不提前爆裂）。另一方面应针对产品实际问题及社会发展趋势，对产品标准进行修改乃至制定新的产品标准，以提供更好的消防保护。

（3）防火封堵板材等防火材料的选用：首先，同一部位、同一贯穿孔的防火封堵需用同一厂商、相同材质的材料封堵，以达到同等水平的密封防火、耐水性能。这是因为每个制造商的防火封堵材料都有其独特的性质和功能，不能混用，就算是同一类型的材料也不能互相替代。再者，应将一般防火封堵材料和专用防火封堵材料相结合，以保证防火封堵组合体的结构强度及稳定性。

（4）防火封堵技术措施的施工应用：防火封堵板材等防火材料应组合使用，防火封堵技术措施应组合应用，同时起到防火、装潢作用。一方面应制定新的施工标准，以严格落实防火作用，深度强化组合使用，倡导发挥装潢作用。另一方面可以引导由生产厂家提供专业的施工团队来施工，最终以达到装饰、装潢效果。

参考文献

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