高分子概論 期末報告

防火材料

指導老師 : 王振乾教授組長李家慧 49840058

組員林郁汶 49840060莊文豪 49940108

目錄 防火材料簡介 防火材料等級 防火材料的要求 防火被覆材料的種類 噴覆式防火材料組成成分 噴覆式防火材料施工方式 噴覆式防火材料使用場所 市售防火材料技術現況 防火耐高溫建材 參考文獻

防火材料簡介 目前常用的防火材料，依其使用的用途大約分為鋼結構的防火批覆、防火牆、防火門等數種防火材料。

鋼結構防火批覆：一般火災，溫度可達八百多度，而鋼結構約在四百五十度左右就會破壞，為避免鋼結構快速破壞，在其表面需加上一層防火批覆，使鋼結構破壞的時間延後。

防火牆、防火門：在火災中，所有的物品都將為火災吞噬，為提供充足的時間讓民眾逃生，便需要利用防火牆、防火門來減緩火災的擴大。

防火材料等級

防火材料就是指具有一定等級以上防火性能的施工或裝潢材料，依「建築技術規則」規定，防火等級可分為下列三種：

耐燃一級1.不燃材料是指在火災初期，不易產生燃燒現象亦不易產生有害的濃煙及氣體，其單位面積的發煙係數低於 30，同時在高溫火害下，不會有變形、熔化、龜裂等不良現象的材料。例如混凝土、磚或空心磚、瓦、石料、鋼鐵、鋁、玻璃、玻璃纖維、礦棉、陶瓷品、砂漿、石灰及其他經檢驗符合中國國家標準「耐燃一級」的材料。

耐燃二級2.耐火板是指在火災初期，僅發生極少燃燒現象，燃燒速度極慢，其單位面積的發煙係數低於 60，同時在高火害下沒有變形、熔化、龜裂等不良現象的材料。例如木絲水泥板、耐燃石膏板及其他經檢驗符合中國國家標準「耐燃二級」之材料。

耐燃三級3.耐燃材料係指在火災初期時，僅發生微量燃燒現象，燃燒速度緩慢，其單位面積的發煙係數低於 120，同時在高溫火災下，沒有變形、熔化、龜裂等不良現象的材料。如耐燃合板、耐燃纖維板、耐燃塑膠板、石膏板及其他經檢驗符合中國國家標準「耐燃三級」之材料。

防火材料除上面明列者外，須取得內政部防火材料審核認可通知書或經濟部商品檢驗局檢驗合格證明書，才符合規定。

防火材料的要求使用防火材料能夠達到

防止起火。 減緩火災蔓延與發生。 提供充足的人群疏散時間。

為達到減緩火災蔓延與發生，防火材料必須滿足以下要求：

防止起火：利用特殊處理，提高防火材料的燃點。

具耐燃性：才能防止火災擴大延燒而加大災區。

防止建築物破壞：在火中時，鋼筋混凝土與鋼結構建築物均會降低強度而提前破壞；防火材料必須要使破壞的時間延後，讓所有的民眾來得及疏散。

防火被覆材料的種類防火被覆材料研發至今，可分為以下幾類： 防火板如矽酸鈣板，蛭石板或石膏板等，依型鋼尺寸裁製成形包覆，以達其隔熱之目的。 優點：其施工快速，並可直接取代部份隔間版材，無污染。

缺點：價格高昂，設計彈性很小。 防火塗料﹝ Intumescent)利用塗料本身遇熱產生化學變化而膨脹至一定厚度，形成隔熱層。 優點：施工時污染性較小。缺點：價格高昂。

噴覆式防火材料﹝ Sprayed-on Fireproofing﹞以質地輕，隔熱性佳的材料直接噴塗於鋼材表面，形成隔熱層。 優點：價格低、施工快、設計彈性大。缺點：施工時污染性高。

防火毯﹝ Blanket & Batts﹞石棉、礦纖等毯狀成品包覆型鋼，以達其隔熱之效應。 但是因為石棉纖維有害呼吸器官，此類材料已逐漸被淘汰了。

其它如以石膏或水泥等輕質灰漿﹝如蛭石灰漿﹞噴塗於型鋼表面，並覆以鋼絲網等等。

被覆式防火材料主要組成成份

因設計、施工、成本及效果等考量因素，目前使用最廣泛的乃是噴覆式防火材料，以下乃就此種材料做進一步說明。噴覆式防火材料主要組成成份如下：

隔熱材如岩棉﹝ Rockwool﹞、礦纖﹝ Mineral Fiber﹞、珍珠石﹝ Perlite﹞、蛭石﹝ Vermiculite﹞、人工合成 輕骨材等隔熱性良好的材料。

黏著材

如水泥、石膏、膠水等，其用途在將隔熱材黏著於型鋼表面。 抗裂材

如玻纖﹝ Fiber Glass﹞、木纖﹝ Cellulose﹞等，其目的在防止防火材料的龜裂、脫落。一般以岩棉 、礦纖為基底的材料不須此項；但是以蛭石、珍珠石為基底的材質，因抗裂性差，都必須添加；否則必 須加鋼絲網以加強其抗裂性。

噴覆式防火材料施工方式 噴覆式防火材料依施工方式不同，可分為下列幾種 .

乾式

濕式

半溼式

•乾式﹝ SPRAYED FIBER﹞材料至施工現場，直接倒入鼓風機中，經管線吹至噴槍口，會同另一高壓管線來的黏膠或水份混合後，噴覆至鋼材面，如下圖。

•濕式﹝ CEMENTICIOUS MIXTURE﹞單一包裝材料至工地現場，先在攪拌機中加水拌合均勻後，經由管線至噴槍噴出。，如下圖。

•半濕式﹝ SEMI-WET﹞

此乃日本所創之工法，其與乾式施工法類似，其鼓風機將岩棉吹至噴槍口，會同高壓管線來的水泥漿混合後 噴出。

依 UL分類法，半濕式也歸類於乾式噴覆材料﹝ Sprayed Fiber﹞ 。

一般而言濕式施工因事先拌合均勻後才施做，其工地污染性最小。並且因為是單一包裝，其品質也容易控 制，不會造成配比不當，而有傷其防火性能。再者其成品之物理性能也較其它工法的材料高出甚多。 因此在美國以漸漸將乾式施工淘汰了。

噴覆式防火材料使用場所噴覆式防火材料依使用場所的不同，可分為三類：

內用材﹝ Interior Use﹞一般商業大樓、住宅、辦公室等其所有的耐火被覆均需以隔間、天花板等封裝，不得暴露於外，避免風吹雨打及人為觸碰。

外用材﹝ Exterior Use﹞適用於停車場、廠房、倉庫等易遭人為觸碰之處。在選擇使用於此類場所之防火材料時，應注意下列幾點： 外用材料的物理性能規範不同於前述之各項測試規範，另有一套標準，著重於材料之耐候性，耐衝擊性等等。

UL防火手冊中有註明“ Exterior Use”才可用於上述場合。

石化防火材 (Petrochemical)

用於石化廠房等火災性質特殊的場所，其特點如下：

通過 UL 1709快速昇溫耐火試驗通過 UL 1709附錄 A 摹擬暴露惡劣環境試驗 被覆厚度不論結構種類、尺寸大小，皆依 W10×49鋼柱試驗

結果的厚度。 鋼骨皆需先上防銹漆。鏝抹施工，且需全面添加鋼網。

　 註→ UL 是一家獨立的全球安全科學公司 , 主要提供五大策略事業領域的專業知

識 : 產品安全 , 綠色環保驗證 , 生命與醫療健康 , 知識傳授及檢測服務。

市售防火材料技術現況分類 主要使用材料 優點 缺點 用途防火建築材料 不燃之無機材料，

如珍珠岩氧化鎂、石膏或水泥等無機礦材纖維或不織布等軟性基材，摻混50-80wt% 無機不燃材料，難燃劑與發泡劑

完全不燃耐燃效果佳 / 時效長價格便宜

密度大重量重形狀受限

分間牆 / 隔板 /天花板

室內用防火裝修( 飾 ) 材料

有機高分子主體，添加大量的發泡劑、碳化劑、難燃劑與黏著劑

膨脹型防火機制組熱效果優良施工 / 作業性佳

硬質防火材料膨脹碳化層強度低 / 易剝落 / 碎裂 / 裂解多含有鹵 / 磷系難燃成分放出有毒氣體

塗料 / 裝修片材 / 壁紙

鋼構用防火材料 水泥，添加至蛭石等無機材料及黏著劑

價格便宜施工容易

有效厚度過大重量大 / 鋼構承載過重落塵量大美觀性差

外露鋼構防火塗料

資料來源 工研院材化所

防火耐高溫建材

常用的耐燃二級材料 ( 耐燃材料 ) 包括石膏板類、木粒水泥板、木絲水泥板、纖維水泥板、聚氯乙烯樹脂金屬積層板、鍍鋅鋼板貼覆樹脂發泡板、玻璃棉裝飾板、礦纖絕緣板及鋁板塑膠複合板。

常用的耐燃三級材料 ( 耐燃材料 ) 包括耐燃合板、玻璃纖維強化塑膠板 (FRP)、聚氯乙烯樹脂金屬積層板、木質水泥板以及纖維絕緣板。

防火耐高溫建材─防火塗料 (1)

難燃性塗料是在有機質系的塗料中添加三氧化二銻、有機鹵化物、有機氯化磷酸酯等難燃藥劑。此類塗料通常用於金屬、石棉瓦等不燃性基材上，塗裝於可燃性物體上抑燃效果不佳。此塗料中最主要的成分為下列三大類：

(a)氫氧化鋁(b)氯化物、溴化物或磷化物(c)氯化物和三氧化二銻的混合物

防火耐高溫建材─防火塗料 (2)

膨脹型防火塗料大致可分為四種主要成分，分別為載體樹脂、催化觸媒 ( 難燃劑 ) 、碳源劑及發泡劑。此外，塗料中還有添加一些輔助性成分如分散劑、濕潤劑、防霉劑、平整劑、稀釋劑、顏料等，依照塗料所需之性能而有所添加。

膨脹型防火塗料之成分

組成材料 材料成分

載體樹脂 •水系 : 各種合成樹脂乳化物•溶劑系 : 氯乙烯、氨基甲酸酯、環氧樹脂、醇胺樹脂等

催化觸媒 ( 難燃劑 ) •磷酸銨、聚磷酸銨、磷酸三聚氰胺等

碳源劑 •碳水化合物 : 澱粉、糊精、砂糖等•多官能機醇類 : 異物醇類等•樹脂狀物質 : 尿素、三聚氰胺─甲醛、氯乙烯、聚氨基甲酸酯等

發泡劑 •銨鹽 : 磷酸銨、聚磷酸銨等•胺酸化合物 : 三聚氰胺、二氫二醯胺等•其他 : 氯化石蠟

結論 近年來台灣人口與住宅密度不斷成長，公共場所、住家和工業區一旦發生火災，將造成人員與財產的損失。台中阿拉夜店發生大火之後，人民才意識到防火材料的重要性。

因此如何減少火災的發生，延長火災人員逃生時間，並將傷害降到最低，一直以來都是極重要的課題。

這份報告也讓我們了解防火材料的重要性及提升相關資訊，將來買房子也能夠利用這些知識來選購材料，進到工作職場時，也能觀察工作環境是否安全。

參考文獻

維基百科防火材料http://ehi.cpami.gov.tw/(S(iack3rbw21rj2nrvj5fyam55))/Net/Wiki/Default.aspx?Page=

%e9%98%b2%e7%81%ab%e6%9d%90%e6%96%99&AspxAutoDetectCookieSupport=1

防火被覆材料http://techcon.myweb.hinet.net/fp3.htm

UL相關網址http://techcon.myweb.hinet.net/fp3.htm

環保防火耐燃材料http://college.itri.org.tw/TopicLearn.aspx?id=79

材料防火行為與介紹http://doctor_c.caece.net/mute/material/0firepre.html

國立台北科技大學材料及資源工程所 節能材料