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圖 2-6 鋁複合材包層(Aluminium Composite Material, ACM)[12]

貳、隔熱節能材料

隔熱節能材料普遍存在節能與防火難以兼顧,有機材料耐熱差、易燃燒,且在燃 燒時釋放大量熱量、產生大量有毒煙氣,不僅會加速大火蔓延,而且容易造成被 困人員及救援人員傷亡。無機材料則存在粉塵和微細纖維,汙染空氣且易造成人 員健康隱憂,值得對其特性加以瞭解掌握[11]。

一、材料分類

(一) 按照有機物和無機物分類

a. 有機保溫材料:有機保溫材料按有機物的性質又可分為熱塑性保溫材料、

熱固性保溫材料和熱塑/熱固複合保溫材料。

(a) 熱塑性保溫材料主要有發泡聚苯乙烯(EPS)、擠塑形聚苯乙烯(XPS)等。

(b) 熱固性保溫材料主要有酚醛樹脂泡沫塑料(PF)、硬泡聚氨脂泡沫塑料 (PUR)等。

(c) 熱塑/熱固複合保溫材料有酚醛與聚苯乙烯複合保溫材料。

b. 無機保溫材料:主要有岩綿、玻璃棉、珍珠岩類膠凝複合保溫材等。

(二) 按照材料型態分類

a. 發泡保溫材料:其製作是將氣體密閉於氣孔結構中,形成保溫介質,例如有 機類發泡塑料 EPS、XPS 等均屬於此類。

b. 纖維類保溫材料:此類材料是將空氣密閉於纖維的層間結構中,來隔絕熱能,

如岩綿、玻璃棉等均屬此類。

二、有機隔熱材對火的反應性能

隔熱節能材料裡有機保溫材屬於高分子聚合物,其最大的缺點便是可燃性,

也就是具有誘發火災的風險,因此了解其對燃燒的反應行為,可做為選材、系統 設計等的重要參考。

(一)熱塑性隔熱材料

熱塑性材料受熱後發生軟化、熔融,在重力的作用下滴落,形成滴落燃燒的 火焰。閃點是熱裂解氣體與周遭空氣達到足夠濃度而形成可燃性混合氣的最 低溫度。熱塑性材料熱熔產生的流動性,不僅可以使燃燒除了向上蔓延,也 會使火災發生向下蔓延,帶火的熔滴物可以形成跨越式垂直火災傳播,形成 固體火災和液體火災同時存在且相互影響的火災場景。熱塑性隔熱材的燃燒 過程如圖 2-7 所示。

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圖 2-7 熱塑性隔熱材的燃燒過程[11]

(二)熱固性隔熱材料

隔熱材料必須通過受熱降解才能產生足夠的可燃氣體,可燃氣體達到可燃濃 度時本身不會自發發生燃燒,除非存在點火的火源,同時固體表面持續提供可燃 氣體,否則燃燒也會終止。當外界熱輻射或者固體表面燃燒提供的熱量,足以維 持固體的熱分解氣體的不斷逸出時,才能維持燃燒的持續進行。

熱固性保溫材料在燃燒過程中不會發生軟化、熔融等現象,無熔滴物的產生,

較無二次引火源產生火災的危險。熱固性隔熱材的燃燒過程如圖 2-8 所示。固體 內部的熱裂解氣體能否順暢地逸出,也會影響其是否能持續燃燒,這個特徵可由 觀察燃燒中是否產生碳化層,材料的碳化降低熱傳導係數,阻礙熱量向固體內部 的傳遞速度,從而減少了熱量向固體內部傳遞的總量;碳化層又減緩了熱解氣體 向固體表面逸出的速度,從而減緩燃燒的進程。所以,材料的碳化狀況和熱解後 可燃氣體的釋出量對燃燒反應也有很大的影響。

圖 2-8 熱固性隔熱材的燃燒過程[11]