防火技術與材料

多年來,國內的防火工程一直都是停留在紙上談兵的地步,缺乏相關試驗結果的驗證,而驗證的機會往往就是火災真正發生時,因此也造成了許多不必要的生命財產的損失。正因為如此,本公司為了提供設計及施工人員防火試驗之相關結果資訊,以作為進一步的材料改良與技術提昇,因此本公司的專業技術群,對於多年來累積的試驗結果與經驗,加以分析研究後,綜合整理成簡單易懂的內容,希望藉此拋磚引玉,健全國內防火工程的發展,保障社會大眾生命財產的安全。

防火材料&技術

◆防火相關名詞解釋

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◆防火牆破壞模式

1.乾式板材類防火牆

根據本公司的研究與觀察,乾式板材類防火牆在破壞時大致上可分為四種基本模式,以下簡單說明此四種模式之破壞行為。
● 第一種模式,受火面板材破壞。受火面板材受熱後發生龜裂或粉化甚至燒失等現象後,導致受火面板材脫落,進而失去對更內層材料的遮焰、阻熱的保護功能。
● 第二種模式,內部填充材破壞。乾式板材類防火牆內部所用以阻熱之填充材,如岩棉、玻璃棉等,因高溫導致發生玻璃化的現象,進而由泡棉狀的構造熔融成片狀,失去阻熱的效用。

岩棉玻璃化

● 第三種模式,結構骨架變形破壞。乾式板材類防火牆內部所使用之結構骨架,如立柱槽鐵、橫撐槽鐵等,因高溫熱脹後發生扭曲變形,拉扯板材導致產生熱氣或火焰可直接貫穿之裂縫,進而失去遮焰、阻熱的能力。這個破壞模式會隨著試體的尺度,也就是試體大小,成一個正相關的關係。換句話說,越大的試體越容易發生結構骨架上的問題。
● 第四種模式,施工接縫開裂破壞。板材與板材之間的接縫為防火牆重要的防火弱點之一,只要施工不良,熱氣與火焰就很容易由此一弱點直接貫穿到試體背面,導致遮焰性或阻熱性的破壞。

結構骨架變形

實際上在加熱試驗過程當中,上述的現象皆是環環相扣,甚至互為因果伴隨發生。例如,不佳的板材,可能在加熱試驗初期即發生破壞脫落,隨即導致內部填充材迅速破壞、骨架扭曲變形甚至於背面板材開裂,最後整個防火牆構造當然無法達到遮焰與阻熱的能力。

接縫開裂

2. 乾式金屬板防火牆

乾式金屬板防火牆的破壞模式類似於乾式板材類防火牆,但是比較特別的是,乾式金屬板防火牆還可能發生另一種破壞模式,也就是金屬板變形破壞。所謂的金屬板變形破壞,就如同結構骨材變形破壞一樣,都是因為高溫導致熱脹變形,進而發生熱氣與火焰可貫穿的裂縫產生。而且,乾式金屬板防火牆的受火面的第一防線即為金屬板,在加熱的過程中往往很容易因受火面金屬板變形拉扯整個防火牆的結構,造成接縫開裂,熱氣、火焰貫穿。

3. 濕式灌漿防火牆
濕式灌漿防火牆與乾式板材、金屬板防火牆的破壞模式就不盡相同。濕式灌漿防火牆的破壞模式基本上可分為兩種,以下簡單說明此兩種破壞模式。
● 第一種模式,灌漿蜂窩。因灌漿不當所產生之蜂窩,造成熱氣或火焰得以直接穿透,進而導致之遮焰性或阻熱性的破壞。
● 第二種模式,混凝土爆裂造成遮焰性或阻熱性破壞。濕式灌漿防火牆之所以發生爆裂的原因,往往為施工不當或灌漿材料不適用。而要探討爆裂這個現象,首先就必須瞭解爆裂發生的原因。爆裂發生的原因,主要是濕式灌漿防火牆在加熱時,內部累積太多無法逸散的高壓氣體,如水蒸氣,最後因壓力過大導致瞬間破裂的發生;值得注意的是,灌漿混凝土強度越高時,爆裂發生的機會與破壞的強度都會越大。再者,灌漿後表面粉平的時機也有相當大的影響。因為表面粉平後易造成內部水氣無法由緻密的粉平層溢出,所以過早進行粉平時,即使牆體乾燥養護的時間再久,也無法有效降低內部含水量。

金屬板變形

4. 預鑄板防火牆

預鑄板防火牆加熱後破壞的模式有大致上有三種,以下簡單說明此兩種模式。
● 第一種模式,類似於乾式板材類防火牆的板材破壞。預鑄板防火牆可能因板材的材質,造成加熱後發生龜裂、破碎等現象,嚴重者可能發生剝落或開裂,進而造成熱氣或火焰直接貫穿。
● 第二種模式,類似於濕式灌漿防火牆的爆裂破壞。預鑄板防火牆若是於工廠生產時因製作或養護不當,造成含水率過高時,也有可能會發生爆裂的現象。不過一般而言,預鑄板爆裂的程度都不會太過激烈。
● 第三種模式,接縫貫穿或開裂破壞。預鑄板之間的接縫往往是預鑄板防火牆的致命傷,由於預鑄板的接縫往往可直接由受火面通達背面,如果沒有一個較有效的施工方式,來阻絕熱氣或火焰的穿透,就相當容易發生此一模式的破壞。

濕式灌漿RC牆粉平層爆裂

◆防火相關名詞解釋

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◆防火相關名詞解釋

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