姚凯
北京市政建设集团有限责任公司 北京市 100045
摘要：城市道路隧道不同于公路隧道的是对洞内景观及行车环境要求较高，因为合理的装饰设计能够改善驾驶人员的视觉感受，提高行车舒适性，并能改善和提高照明效果; 同时由于城市道路隧道车流量高，火灾后果严重，对洞内防火材料的选择要求也相对较高。笔者今结合国内典型城市道路隧道的相关调查研究与分析，提出隧道侧墙装饰材料与顶部防火材料的不同性能要求，分析不同材料的应用现状与主要问题，提出今后的研究及发展方向。
关键词：城市道路隧道；装饰材料；防火涂料
前言：
消防工程是一项系统工程，除了火灾自动报警系统、自动喷水灭火系统、消防栓系统和气体灭火系统外，还涉防火分区划分以及火灾应急照明及疏散指示标志、紧急广播系统、防排烟装置、防火卷帘、防火门系统等。一旦发生火灾，其中的任何系统产生问题，都将造成火灾的扩散、蔓延，救火的及时性和人员的安全。城市道路隧道不同于公路隧道的是对洞内装饰及防火材料要求较高，需考虑防火功能、行车舒适、管养便捷等要求。现提出其隧道侧墙装饰材料与顶部防火材料的不同性能要求，分析不同材料的应用现状和主要问题，并提出了今后的研究及发展方向。
一、隧道防火涂料的分类
防火涂料是指涂覆于基材表面，隔绝热量，阻止火势蔓延，起到阻燃作用；或是涂覆于结构材料表面，用于增加构件耐火极限的一类物质。防火涂料涂覆在基材表面，具有隔热阻燃作用，此外，还应具有防水、防腐、防锈、耐磨、耐热作用以及使涂层具有坚韧性、着色性、粘附性、易干性和一定的光泽作用。防火涂料的分类方式很多。目前，主要有如下：按其组成和防火原理划分，有膨胀型防火涂料和非膨胀型防火涂料；按分散介质不同可分为溶剂型防火涂料和水性防火涂料；按使用场地可分为室内防火涂料和室外防火涂料；按使用厚度可分为薄涂型和厚浆型；按用途可分为钢结构防火涂料、电缆防火涂料、木结构防火涂料、隧道防火涂料以及混凝土防火涂料等；按涂膜装饰效果分为透明防火涂料和非透明防火涂料；按成膜物质种类可分为有机防火涂料、无机防火涂料和有机-无机复合型防火涂料。
二、隧道装饰及防火材料性能要求
2.1功能要求。对隧道结构体的防火保护隧道内发生火灾时，高温烟气迅速向隧道顶部蔓延，随后逐渐向两侧扩散，短时间内顶部区域温度可上升 600 ℃以上，如不采取措施，隧道顶部混凝土很容易失水破裂，影响结构安全，因此需通过设置防火隔离材料减缓隧道混凝土结构的升温。改善隧道内行车环境隧道侧墙宜采用浅色明亮系装饰材料，减少隧道内、外亮度差别，消减“黑、白洞”现象; 对于长隧道，可采用多色彩搭配设置腰线或设置视觉“敏感点”，缓解封闭空间内行车带来的压抑感和长距离行车造成的视觉疲劳;装饰材料宜采用亚光面板，减少“眩光”现象，确保行车安全。节能环保隧道侧墙装饰及顶部防火材料应具有一定的吸声降噪效果，缓解隧道内行车噪声混响问题;侧墙装饰面应能形成漫反射，可改善隧道内照明效果，降低照明用电，体现节能性。
2.2侧墙装饰材料性能要求
耐久性。隧道内设备、材料更换难度大费用高且对运营影响较大，一般要求具有良好的耐久性，能长期保持材料耐湿性、耐腐蚀、耐老化等性能指标，一般需达到 20 年以上。
安全性。为避免隧道内发生火灾时影响后壁消防设施安全及加剧火灾蔓延，要求侧墙装饰材料需采用不燃材料，需满足 A 级燃烧性能要求，同时在高温下不分解放出有毒气体和烟雾。
漫反射。侧墙装饰一般采用明亮系色彩，具有一定的洞内增亮效果，材料表面要平整、光滑，光漫反射系数需大于 70% ，但无镜面反射。
抗变形能力。装饰材料需具备一定的抗弯强度和刚度，长期受风压及轻度刮擦不产生明显变形，同时易加工安装及调换。
2.3顶部防火材料性能要求
耐火性能。根据 《建筑设计防火规范》要求，采用 RABT 标准升温曲线，隧道承重结构耐火极限分别不应低于2.0 h 和 1.5 h; 对于通行机动车的三类隧道，采用HC 标准升温曲线，隧道承重结构耐火极限不应低于 2.0 h。当采用 RABT 标准升温曲线测试时，耐火极限的判定标准为: 受火后，当距离混凝土底表面25 mm 处钢筋的温度超过 250 ℃，或者混凝土表面的温度超过 380 ℃ 时，则判定为达到耐火极限。当采用 HC 标准升温曲线测试时，耐火极限的判定标准为: 受火后，当距离混凝土底表面 25 mm 处钢筋的温度超过 300 ℃，或者混凝土表面的温度超过380 ℃时，则判定为达到耐火极限。
耐久性。顶部防火材料长期受隧道内潮气和汽车尾气的侵蚀，需满足耐水性、耐酸性、耐碱性、耐湿热性及耐冻融循环等要求，否则容易造成材料脱落或耐火性能降低。
三、防火喷涂施工
钢结构防火涂料是一类重要消防安全材料，防火喷涂施工质量的好坏直接影响防火性能与使用效果。根据国内外的经验，钢结构防火喷涂保护，应由经过培训合格的专业施工队施工，或者由研制该防火涂料的工程技术人员指导下施工，以确保工程质量。施工中的安全技术，劳动保护等也要重视，按国家现行有关规定执行。通常情况下，应在钢结构安装就位，与其相连的吊杆、马道、管架及其他相关连的构件安装完毕，并经验收合格之后，才能进行喷涂施工。如若提前施工，对钢构件实施防火喷涂后再进行吊装，则安装好后应对损坏的涂层及钢结构的接点进行补喷。
3.1喷涂前，钢结构表面应除锈，并根据使用要求确定防锈处理。除锈和防锈处理应符合现行《钢结构工程施工与施工验收规范》中有关规定。对大多数钢结构而言，需要涂防锈底漆，防锈底漆与防火涂料应不发生化学反应。有的防火涂料具有一定防锈作用，如试验证明可以不涂防锈漆时，也可不作防锈处理。钢结构表面的尘土，油污，杂物等应清除干净。钢构件连接处4—12mm宽的缝隙应采用防火涂料或其他防火材料，如硅酸铝纤维棉，防火堵料等填补堵平。当钢构件表面己涂防锈面漆，涂层硬而光亮，会明显影响防火涂料粘结力时，应采用砂纸适当打磨后再喷。
施工钢结构防火涂料应在室内装修之前和不被后期工程所损坏的条件下进行。施工时，对不需作防火保护的墙面、门窗、机器设备和其他物件应采用塑料布遮挡保护，刚施工的涂层，应注意防止雨淋、脏液污染和机械撞击。对大多数防火涂料而言，施工过程中和涂层干燥固化之前，环境温度宜保持在5-38。C，相对湿度不宜大于90％，空气应流通。当风速大于5m／s，或雨天和构件表面有结露时，不宜作业。化学固化干燥的涂料，施工温度、湿度范围可放宽，如LG钢结构防火涂料可在一5。C施工。
3.2钢结构防火涂层的质量标准。厚涂型钢结构防火涂层的质量标准，喷涂应用的涂料是防火设计选用的、有检测合格报和产品合格证的涂料产品。涂料平均厚度等于或大于防火设计规定的厚度。如有个别部位的厚度低于原订标准，但必须不低于原订标准的85％，且厚度不足部位的连续面积的长度不大于1m，并在5m范围内不再出现类似情况。涂层应完全闭合，不应有露底和漏涂情况。涂层一般不出现裂缝。如有个别裂缝，其裂缝宽度不达于lmm。涂层与钢基材之间和各涂层间，应粘接牢固，无空鼓，脱层和松散等情况。涂层表面应无明显乳突。有外观要求的部位，母线不直度和失圆度允许偏差不应大于8mm。薄涂型钢结构防火涂层的质量标准，喷涂应用的涂料是防火设计选用的、有检测合格报告和产品合格证的涂料品种。涂层厚度等于或大于防火设计规定的厚度。无漏涂、脱粉、明显裂缝等缺陷。如有个别裂缝，其裂缝宽度应不大于0．5mm。涂层与钢基材之间以及各涂层之间应粘结牢固，无脱层、空鼓等情况。颜色与外观先例设计要求，轮廓清晰，接槎平整。
3.3防火涂层的维护与保修。防火保护工程结束后，还可能有其他工程在进行中，如若影响或损坏了防火涂层，应当在整个建筑物竣工前进行维修处理。
在使用期间，应作好涂层的维护工作。如遇剧烈振动，机械碰撞或狂风、暴雨袭击等，防火涂层有可能受损，应及时检查处理。钢结构防火保护涂层，很难保证百年不变，永远有效，因此，为确保安全，应加强检查，特别是要结合对建筑物可石化企业检修、大修、改造过程中，对防火涂层酌情作些处理，如有的己疏松或脱落，需铲掉重新喷涂；如有的经雨水冲刷，涂层减薄或被损失，要再喷加厚。
四、隧道装饰及防火材料应用
4.1隧道侧墙装饰材料应用。侧墙墙面装饰是隧道内部装饰的重点，根据隧道各自特点，采用不同的装饰材料、颜色，形成不同的质感与特色。结合隧道线性工程的特点，设计中主要采用色带为主，总体采用浅色调，以减少行车过程中的视觉压抑感，同时局部增加色彩鲜明的装饰元素，缓解视觉疲劳。通常采用消除噪音、美观并且便于今后保洁维护的板材，城市道路隧道一般采用面砖、复合铝板、水泥纤维板及搪瓷钢板应用。
4.2隧道顶部防火材料应用。隧道顶部防火材料有防火涂料和防火板两类。防火涂料主要由粘结剂、隔热骨料、阻燃剂及粘结剂组成，其造价低、施工方便，普遍应用于山岭隧道，防火板外观美观，对混凝土耐火保护性能较好，主要有硅酸钙板和玻镁板两类，前者以硅质材料和钙质材料为主，辅以增强纤维，后者主要由氧化镁、氯化镁组成，加以镁质胶凝材料制成，防火板在盾构隧道中应用较多。
4.3发展方向
1)侧墙装饰板标准化模块化 目前国内侧墙装饰板选用具有明显的商家标签，尺寸、安装要求、材质配比、性能指标等各不相同，隧道长期运营中易出现更换困难或协调性差等问题，建议统一行业标准对其标准化、模块化。2)提高防火涂料的粘结强度 防火涂料喷涂于隧道顶部，对其粘结强度要求较高，否则难以适应洞内强风和震动环境，因此有必要研制高强、高粘防火涂料。3)减少防火涂料厚度 为达到耐火性能要求，一般涂料厚度达到 20 mm 以上，需多次喷涂，施工质量难以保证，且后期容易脱落，建议通过提高材料高阻燃效率减薄涂料厚度。 4)改善防火板弯曲抗裂性能 防火板在圆形等小弧形隧道中安装时，易出现弯曲裂缝，需研究如何提高长时间弯曲条件下防火板抗裂性能。
结束语：消防质量的好坏直接关系到预防和减少火灾危害，保护人民生命、财产安全，维护公共安全，只要从设计、消防产品、施工等各个方面严格按照国家标准、行业标准的强制性要求设计、施工，才能确保消防质量。
参考文献：
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