摘要：建筑火災(zāi)發(fā)生時(shí)，人們傷亡的主要原因是吸入了煙毒氣造成窒息。目前，隨著我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展，更多的可燃以及阻燃建筑材料被大量應(yīng)用。文章介紹了新型有機(jī)建筑材料煙毒性成分測(cè)定方法并進(jìn)行了比較研究，闡述了煙毒性定量評(píng)價(jià)方法，對(duì)原材料的選擇和建筑防火具有指導(dǎo)作用。
關(guān)鍵詞：建筑材料；消防；煙毒性
從大量火災(zāi)案例實(shí)際情況來(lái)看，煙氣對(duì)人所造成的傷害比熱量和燃燒造成的傷害程度更深，比例更高�；馂�(zāi)發(fā)生時(shí)，煙氣通過(guò)呼吸道進(jìn)入人體內(nèi)引起的急劇性吸入染毒非常致命。隨著材料工業(yè)的發(fā)展，新型有機(jī)材料的大量研發(fā)及應(yīng)用使得火災(zāi)煙氣中的有毒物質(zhì)種類(lèi)繁多、成分復(fù)雜。因此，分析和評(píng)定新型建筑材料燃燒過(guò)程中的毒性氣體成分，對(duì)建設(shè)領(lǐng)域選材和降低火災(zāi)危害具有重要意義。
1新型建筑材料概述
1.1新型建筑材料定義
常用建筑材料包括土建材料、機(jī)電安裝材料、裝飾材料等，文章所稱(chēng)新型建筑材料主要指有機(jī)高分子材料。
1.2新型建筑材料特點(diǎn)
新型建筑材料是建立在環(huán)境保護(hù)、資源節(jié)約、技術(shù)進(jìn)步的新興產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)上的，是建筑、機(jī)械、冶金、化學(xué)、物理等多學(xué)科相互交叉及促進(jìn)綜合研發(fā)的成果，一般具備如下特點(diǎn)：（1）質(zhì)地輕。新型建筑材料主要以孔隙率高、表觀密度小的原材料制成，可極大地減輕建筑物的自重，減輕建筑物的負(fù)荷，具有較好的抗壓性和抗震性，以及不易開(kāi)裂、防水性能好、使用壽命長(zhǎng)的突出特點(diǎn)。（2）強(qiáng)度高。新型建筑材料可減輕結(jié)構(gòu)自重，減小結(jié)構(gòu)體積，提高利用率。（3）復(fù)合性。新型建筑材料是有機(jī)材料和無(wú)機(jī)材料的相互結(jié)合，能發(fā)揮材料在某些方面的性能優(yōu)勢(shì)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，提高材料性能和使用效益，代替單一化的建筑材料。（4）環(huán)保性。新型建筑材料提倡材料循環(huán)利用，以減少環(huán)境污染。例如，以?xún)?yōu)質(zhì)天然麥草為原料制造的板材，用無(wú)甲醛的黏合劑黏合，其與傳統(tǒng)木質(zhì)板材相比具有強(qiáng)度高和更美觀的優(yōu)點(diǎn)。（5）多功能。新型建筑材料具有保溫隔熱、吸聲、耐火、防潮、防霉、易潔、抗壓等多種性能。（6）標(biāo)準(zhǔn)化。新型建筑材料利于采用工業(yè)化生產(chǎn)方式，加工更加規(guī)范有序、成品誤差小、品質(zhì)優(yōu)，產(chǎn)品系列化。
1.3新型建筑材料分類(lèi)
新型建筑材料可按使用功能、化學(xué)組成、建筑部位、工程類(lèi)別進(jìn)行分類(lèi)。（1）按使用功能分類(lèi)，新型建筑材料可分為圍護(hù)材料、功能材料、結(jié)構(gòu)材料。（2）按化學(xué)組成分類(lèi)，新型建筑材料可分為復(fù)合建筑材料、無(wú)機(jī)建筑材料、有機(jī)建筑材料。（3）按建筑部位分類(lèi)，新型建筑材料可分為內(nèi)墻材料、地面材料、結(jié)構(gòu)軀體材料、外墻材料、頂棚材料。（4）按工程類(lèi)別分類(lèi)，新型建筑材料可分為水利材料、道路材料、房屋建筑材料。
1.4新型有機(jī)建筑裝飾裝修材料
新型有機(jī)建筑裝飾裝修材料是指用于裝飾裝修的新型有機(jī)建筑材料，一般指用于地面、頂棚、外墻面、內(nèi)墻面的飾面材料。地面的裝飾類(lèi)型有石材類(lèi)、木質(zhì)地板類(lèi)、陶瓷地面等。頂棚的裝飾類(lèi)型有平頂式頂棚、井格式頂棚等。墻面的裝飾類(lèi)型有涂刷類(lèi)、貼面類(lèi)、抹灰內(nèi)、卷材內(nèi)、壁布、紙質(zhì)壁紙、天然材質(zhì)類(lèi)壁紙、原質(zhì)類(lèi)、綜合類(lèi)等。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高，人們對(duì)居住條件的要求也越來(lái)越高，不僅要求建筑物有過(guò)硬的質(zhì)量和完善的功能，還要求使用的材料美觀且對(duì)人體無(wú)害。但由于裝修材料所造成的建筑室內(nèi)環(huán)境污染問(wèn)題日漸突出，必須對(duì)建筑室內(nèi)污染進(jìn)行控制，加強(qiáng)建筑裝修材料的質(zhì)量控制，并限制其有害物質(zhì)含量。減少室內(nèi)污染，大力發(fā)展綠色建材，是建材行業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略重點(diǎn)。
2毒性氣體分析方法對(duì)比
根據(jù)毒性氣體檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，文章主要對(duì)一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、氯化氫（HCl）、氟化氫（HF）、溴化氫（HBr）、氰化氫（HCN）、氮氧化合物（NOx，如NO2）、二氧化硫（SO2）、硫化氫（H2S）等氣體進(jìn)行分析。
2.1傅里葉變換紅外光譜法
紅外光源被分束器分為相等的兩束光束，兩束光分別從一個(gè)固定的和可移動(dòng)的鏡子反射后重新結(jié)合在一起，產(chǎn)生干涉光束。當(dāng)干涉光束通過(guò)需要檢測(cè)的樣品時(shí)，分子鍵的激發(fā)振動(dòng)使得特定頻率的輻射被樣品吸收，對(duì)比所需檢測(cè)的9種已知?dú)怏w光譜，便可進(jìn)行氣體的定性。對(duì)比已知濃度的氣體光譜，可利用吸收光譜面積和高度計(jì)算得出濃度。該方法能一次性對(duì)9種所需氣體進(jìn)行定性和定量。但是檢測(cè)所需的儀器較為昂貴，且對(duì)于人員的檢測(cè)技術(shù)、軟件應(yīng)用水平要求相對(duì)較高，對(duì)于設(shè)備維護(hù)的成本和人員要求也相對(duì)較高。
2.2化學(xué)分析方法
對(duì)建筑材料燃燒時(shí)所產(chǎn)生的煙氣中的氯化氫（HCl）、氟化氫（HF）、溴化氫（HBr）、氰化氫（HCN）、氮氧化合物（NOx）、二氧化硫（SO2）、硫化氫（H2S）等氣體濃度進(jìn)行測(cè)試。首先，在塑料煙密度測(cè)試儀內(nèi)的燃燒箱中產(chǎn)出煙氣。其次，將煙氣導(dǎo)入錐形瓶?jī)?nèi)的吸收液中吸收煙氣，注意防止倒吸。最后，使用離子色譜、紫外分光等化學(xué)方法進(jìn)行吸收液中氣體離子的測(cè)定。煙氣中的CO2和CO氣體是由紅外光譜法進(jìn)行定性，并通過(guò)已知濃度氣體的光譜對(duì)氣體進(jìn)行定量。采用化學(xué)分析方法時(shí)，因?yàn)槭褂昧溯^多精密儀器，設(shè)備具有相當(dāng)高的靈敏度，所以需要操作人員具備豐富的化學(xué)知識(shí)和熟練的操作手法，不然可能會(huì)引入較多不確定因素，使得測(cè)試結(jié)果受到較大的影響。
2.3比色測(cè)量法
不同的建筑材料分別以相同的輻照水平條件發(fā)煙，所產(chǎn)生的煙氣濃度不同，采用氣體比色式檢測(cè)管測(cè)試一定體積的樣品，根據(jù)指示粉產(chǎn)生的變色強(qiáng)弱度來(lái)確定被測(cè)氣體的單位體積含量。由于缺少HBr比色式檢測(cè)管，將HBr當(dāng)作HCl的一部分，將其中成分相加，以此計(jì)算毒性指數(shù)數(shù)值。該方法的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便、設(shè)備簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是測(cè)試結(jié)果精準(zhǔn)度不高。
3新型有機(jī)建筑裝飾裝修材料煙毒性研究
3.1試驗(yàn)試樣
根據(jù)有機(jī)建筑裝飾裝修材料的不同用途進(jìn)行分類(lèi)，選擇具有代表性的材料，包括竹木纖維集成墻板、新型壁紙、飾面板、裝飾窗簾、PVC地板膠、強(qiáng)化木地板等。
3.2試驗(yàn)儀器及用品
試驗(yàn)儀器及用品主要如下：CO、CO2氣體檢測(cè)儀；HF、HCN、S02、NO2氣體檢測(cè)管；氣體檢測(cè)管采集器、采氣袋、采樣泵、采樣墊片。
3.3試驗(yàn)方法
參照《塑料煙生成第2部分：?jiǎn)问曳y(cè)定煙密度試驗(yàn)方法》（GB/T8323.2—2008）要求建立燃燒模型，使用帶有錐形輻射爐的燃燒儀器，以測(cè)定低輻照水平（25kW/m2）和高輻照水平（50kW/m2）條件下的發(fā)煙量，收集不同燃燒階段的煙氣進(jìn)行分析，采用比色法和分光光度計(jì)比色等方法進(jìn)行分析，如表1所示。
4新型有機(jī)建筑裝飾裝修材料煙毒性測(cè)試結(jié)果
（1）使用低輻照水平（25kW/m2）錐形輻射爐的燃燒儀產(chǎn)出的煙氣成分結(jié)果如表2所示。其中HF檢出限為0.5mg/L、H2S檢出限為1mg/L、NO/NO2檢出限為3mg/L、HCl檢出限為1mg/L、SO2檢出限為0.5mg/L。該輻照水平錐形輻射爐的燃燒儀實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，實(shí)木復(fù)合地板、強(qiáng)化木地板產(chǎn)出較多的CO2及CO，生成劇毒性氣體HCl的材料有PVC地板膠、壁紙、竹木纖維板、膠合板，檢出HF的材料有壁紙、竹木纖維板、膠合板。（2）使用高輻照水平（50kW/m2）錐形輻射爐的燃燒儀產(chǎn)出的煙氣成分結(jié)果如表3所示。其中HF檢出限為0.5mg/L、H2S檢出限為1mg/L、NO/NO2檢出限為3mg/L、HCl檢出限為1mg/L、SO2檢出限為0.5mg/L。該輻照水平錐形輻射爐的燃燒儀實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，實(shí)木復(fù)合地板、強(qiáng)化木地板產(chǎn)出較多的CO2及CO，生成劇毒性氣體HCl的材料有PVC地板膠、壁紙、竹木纖維板、膠合板，檢出HF的材料有壁紙、竹木纖維板、膠合板。對(duì)比低輻照水平（25kW/m2）錐形輻射爐的燃燒儀產(chǎn)出的氣體含量，該輻照水平條件下的煙毒性氣體含量較高。
5結(jié)束語(yǔ)
文章簡(jiǎn)單介紹了三種毒性氣體測(cè)試方法，即傅里葉變換紅外光譜法、化學(xué)分析方法以及比色測(cè)量法，并對(duì)新型有機(jī)建筑裝飾裝修材料在不同輻照水平條件下的煙氣毒性展開(kāi)了測(cè)試研究，使用化學(xué)分析方法和比色測(cè)量法進(jìn)行了試驗(yàn)。研究發(fā)現(xiàn)，在不同輻照水平條件下材料的煙氣毒性水平有部分差異。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，有機(jī)類(lèi)建筑裝飾材料的煙氣成分以CO2、CO為主，也生成部分劇毒性氣體，如HCl。通過(guò)檢測(cè)出的氣體組分及體積分?jǐn)?shù)，可計(jì)算得到煙氣毒性指數(shù)，表征材料在火災(zāi)條件下的危險(xiǎn)程度。
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