摘要：建筑火災(zāi)發(fā)生時，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建筑材料煙毒性成分測定方法并進行了比較研究，闡述了煙毒性定量評價方法，對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)案例實際情況來看，煙氣對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。火災(zāi)發(fā)生時，煙氣通過呼吸道進入人體內(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)種類繁多、成分復(fù)雜。因此，分析和評定新型建筑材料燃燒過程中的毒性氣體成分，對建設(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、機電安裝材料、裝飾材料等，文章所稱新型建筑材料主要指有機高分子材料。
1.2新型建筑材料特點
新型建筑材料是建立在環(huán)境保護、資源節(jié)約、技術(shù)進步的新興產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)上的，是建筑、機械、冶金、化學(xué)、物理等多學(xué)科相互交叉及促進綜合研發(fā)的成果，一般具備如下特點：（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，以及不易開裂、防水性能好、使用壽命長的突出特點。（2）強度高。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材料和無機材料的相互結(jié)合，能發(fā)揮材料在某些方面的性能優(yōu)勢，取長補短，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，以優(yōu)質(zhì)天然麥草為原料制造的板材，用無甲醛的黏合劑黏合，其與傳統(tǒng)木質(zhì)板材相比具有強度高和更美觀的優(yōu)點。（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
新型建筑材料可按使用功能、化學(xué)組成、建筑部位、工程類別進行分類。（1）按使用功能分類，新型建筑材料可分為圍護材料、功能材料、結(jié)構(gòu)材料。（2）按化學(xué)組成分類，新型建筑材料可分為復(fù)合建筑材料、無機建筑材料、有機建筑材料。（3）按建筑部位分類，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）按工程類別分類，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新型有機建筑裝飾裝修材料
新型有機建筑裝飾裝修材料是指用于裝飾裝修的新型有機建筑材料，一般指用于地面、頂棚、外墻面、內(nèi)墻面的飾面材料。地面的裝飾類型有石材類、木質(zhì)地板類、陶瓷地面等。頂棚的裝飾類型有平頂式頂棚、井格式頂棚等。墻面的裝飾類型有涂刷類、貼面類、抹灰內(nèi)、卷材內(nèi)、壁布、紙質(zhì)壁紙、天然材質(zhì)類壁紙、原質(zhì)類、綜合類等。隨著社會經(jīng)濟發(fā)展水平的提高，人們對居住條件的要求也越來越高，不僅要求建筑物有過硬的質(zhì)量和完善的功能，還要求使用的材料美觀且對人體無害。但由于裝修材料所造成的建筑室內(nèi)環(huán)境污染問題日漸突出，必須對建筑室內(nèi)污染進行控制，加強建筑裝修材料的質(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。
2毒性氣體分析方法對比
根據(jù)毒性氣體檢測標(biāo)準(zhǔn)，文章主要對一氧化碳（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，兩束光分別從一個固定的和可移動的鏡子反射后重新結(jié)合在一起，產(chǎn)生干涉光束。當(dāng)干涉光束通過需要檢測的樣品時，分子鍵的激發(fā)振動使得特定頻率的輻射被樣品吸收，對比所需檢測的9種已知氣體光譜，便可進行氣體的定性。對比已知濃度的氣體光譜，可利用吸收光譜面積和高度計算得出濃度。該方法能一次性對9種所需氣體進行定性和定量。但是檢測所需的儀器較為昂貴，且對于人員的檢測技術(shù)、軟件應(yīng)用水平要求相對較高，對于設(shè)備維護的成本和人員要求也相對較高。
2.2化學(xué)分析方法
對建筑材料燃燒時所產(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）等氣體濃度進行測試。首先，在塑料煙密度測試儀內(nèi)的燃燒箱中產(chǎn)出煙氣。其次，將煙氣導(dǎo)入錐形瓶內(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)方法進行吸收液中氣體離子的測定。煙氣中的CO2和CO氣體是由紅外光譜法進行定性，并通過已知濃度氣體的光譜對氣體進行定量。采用化學(xué)分析方法時，因為使用了較多精密儀器，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)知識和熟練的操作手法，不然可能會引入較多不確定因素，使得測試結(jié)果受到較大的影響。
2.3比色測量法
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管測試一定體積的樣品，根據(jù)指示粉產(chǎn)生的變色強弱度來確定被測氣體的單位體積含量。由于缺少HBr比色式檢測管，將HBr當(dāng)作HCl的一部分，將其中成分相加，以此計算毒性指數(shù)數(shù)值。該方法的優(yōu)點是操作簡便、設(shè)備簡單，缺點是測試結(jié)果精準(zhǔn)度不高。
3新型有機建筑裝飾裝修材料煙毒性研究
3.1試驗試樣
根據(jù)有機建筑裝飾裝修材料的不同用途進行分類，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、強化木地板等。
3.2試驗儀器及用品
試驗儀器及用品主要如下：CO、CO2氣體檢測儀；HF、HCN、S02、NO2氣體檢測管；氣體檢測管采集器、采氣袋、采樣泵、采樣墊片。
3.3試驗方法
參照《塑料煙生成第2部分：單室法測定煙密度試驗方法》（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行分析，采用比色法和分光光度計比色等方法進行分析，如表1所示。
4新型有機建筑裝飾裝修材料煙毒性測試結(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驗過程中，實木復(fù)合地板、強化木地板產(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驗過程中，實木復(fù)合地板、強化木地板產(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
文章簡單介紹了三種毒性氣體測試方法，即傅里葉變換紅外光譜法、化學(xué)分析方法以及比色測量法，并對新型有機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了測試研究，使用化學(xué)分析方法和比色測量法進行了試驗。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。試驗數(shù)據(jù)表明，有機類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。通過檢測出的氣體組分及體積分?jǐn)?shù)，可計算得到煙氣毒性指數(shù)，表征材料在火災(zāi)條件下的危險程度。
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