深度案例分析:儲能電站與 MiC 建築的防火系統落地驗證

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在上一篇中,我們從行業應用場景的維度,對正川的被動防火系統解決方案進行了初步梳理。本篇將選取兩個行業內防火技術難度最高、且對整個產業發展具有關鍵支撐意義的典型項目案例,從項目背景、防火難點、方案設計、材料選型、實際落地效果、檢測數據驗證這一完整邏輯鏈路,進行全方位深度解析,直觀展示正川防火板作為被動防火系統核心基材,是如何解決實際工程中的高難度防火痛點的。

3.1 案例一:新能源儲能電站的 “承重 - 防火 - 防爆” 三重防護系統驗證

3.1.1 項目背景

隨著國內新能源產業的快速發展,儲能電站作為解決新能源消納、提升電網安全穩定運行水平的關鍵核心設施,其建設規模正在持續擴大。但儲能電站的特殊運行環境,使其天然面臨著極高的火災風險:電站內部需要設置大量的電池架,用於堆疊存放儲能電池 —— 這類電池架,不僅需要承受多層電池堆載的恒力荷載,還要具備在高溫烈火環境中,長時間保持結構完整的能力;同時,電池架在儲能艙內的布置位置,往往緊鄰電站的防火分隔結構 —— 如果電池架的防火性能、結構強度不達標,一旦電池熱失控起火,防火分隔結構在高溫荷載與設備荷載的聯合作用下,極易發生坍塌,導致火勢蔓延至其他防火分區,造成更大的財產損失。

佛山市南海崇泰防火材料有限公司,是國內專註於儲能電站配套安全設施研發、生產的頭部企業之一。在 2021 年,該企業啟動了新型儲能電池防火架的研發項目 —— 項目的核心目標,是打造一款能同時滿足 “高承重極限、高耐火極限、強抗爆炸沖擊” 三重核心要求的儲能電池防火架產品。這一研發目標,在行業內無成熟經驗可借鑒,也對配套的防火材料性能,提出了遠高於行業現有標準的極致要求。

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3.1.2 項目防火難點

要打造符合項目設計標準的儲能電池防火架,配套的防火材料必須同時滿足以下三大核心性能要求,缺一不可 —— 這也成為了項目研發過程中,最棘手的行業性難點:

承重能力要求高:防火架需要長期承受多層儲能電池單元的堆載重力荷載,部分區域的等效承重要求達到每平方米 150 公斤以上 —— 這就要求防火板必須具備極高的結構強度,在長期恒力荷載作用下,不發生明顯的撓度變形,也不能出現結構松動、疲勞破壞等影響安全的隱患;
耐火極限要求高:儲能電池熱失控後,局部溫度會在短時間內上升至 1000℃以上,且電池燃燒會釋放出大量高溫有毒煙氣,形成強烈的 “轟燃” 效果 —— 這就要求防火板必須能抵禦 1000℃以上的高溫持續沖擊,保持結構完整時效達到 3 小時以上,為後續的消防滅火作業提供充足的時間緩沖;
抗沖擊性能要求高:在電池熱失控的早期階段,極易發生內部短路故障,導致電池內部壓力瞬間升高,引發爆炸沖擊 —— 這就要求防火板必須具備極強的抗沖擊韌性,在高溫環境中,能同時承受爆炸產生的瞬時側向推力,以及電池設備的重力荷載,不會發生碎裂、坍塌,造成火情擴散。

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3.1.3 正川解決方案設計

在接到客戶的技術協作需求後,正川第一時間組織了由材料應用技術專家、被動防火系統研發工程師組成的專項技術小組,趕赴客戶的項目現場,對儲能艙的空間結構、電池設備的實際運行荷載、場景的火災風險等級進行了詳細的勘測調研;隨後結合客戶的實際使用需求,以及行業內的相關國家、國際標準,量身定制了一套完整的 “承重 - 防火 - 防爆” 三重防護被動防火系統方案。

該方案的核心設計邏輯,是將 “承重、防火、防爆” 三大性能需求,拆分至不同功能的板材層面,通過各功能層之間的協同配合,實現綜合防護性能的極致提升。方案的核心構造,由三類不同功能的正川防火板材組合而成,完美適配項目的多維度性能需求:

核心承重層:采用正川專屬設計的加厚型承重結構板 —— 該板材以無機復合材料為基材,經科學配比與精準工藝加工而成,每平方承重能力超過 150 公斤,可穩穩適配多層電池堆載的長期承重需求;同時板材的防火性能達到 A1 級不燃標準,在與系統中的其他材料配合後,可實現 5 小時長效耐火,在源頭上避免了 “承重構件先於防火層失效” 的問題;
中間防火層:采用正川防爆板 —— 該板材是正川針對儲能場景的爆炸風險,專屬研發的加強型防火板材,內部采用了 “高強度連續玻璃纖維網格布 + 致密石棉氈” 的復合增強結構,在經過香港權威實驗室的專項測試後,數據顯示:在 1200℃的極端烈火環境中,該板材可同時承受 10 噸均布荷載與 450 公斤集中荷載,保持結構完整時效達到 4 小時、耐火完整性達到 3 小時,完全能抵禦電池熱失控帶來的高溫沖擊,以及早期爆炸產生的側向沖擊波;

外側密封層:采用正川不燃環保替木板 —— 這類板材是正川專為新能源場景研發的專屬裝飾保護板材,具備優異的防水防潮、耐鹽霧腐蝕性能,能有效抵禦儲能場景中的設備老化、潮濕侵蝕等隱患,進一步延長整套系統的穩定使用壽命;同時板材的煙氣毒性等級達到 AQ1 級,在火災發生時,不會產生有毒煙氣,為人員疏散和消防作業提供了安全保障。

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3.1.4 應用效果與數據驗證

方案確定後,正川為客戶提供了從材料供應、系統安裝技術指導、第三方檢測支持的全流程配套服務,協助客戶完成了防火架的樣品生產、組裝和測試。最終,采用正川防火系統方案打造的儲能電池防火架,順利通過了所有項目性能指標的測試,完全滿足了客戶的極致使用要求。

更關鍵的是,正川的這套防火系統方案,助力客戶的這款儲能電池防火架,成功通過了國家知識產權局的嚴格審核,斬獲兩項國家專利(ZL202121048976.8、ZL202121255944.5),成為新能源儲能行業內的標桿性安全防護產品。

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在實際項目的落地應用中,香港誠信太陽能有限公司的戶外光伏電站項目,也采用了正川的這套儲能防火系統方案 —— 項目所在地處於臺風頻發、日曬強烈的沿海地區,支撐矽晶片的基板需要長年承受高溫、強風、暴雨等復雜天氣考驗,傳統的鋁板、玻璃基板均存在明顯的性能短板。正川的方案再次通過了實測驗證:實際運行數據顯示,正川板材的隔熱性能,導熱系數僅為 0.179W/m・K,可有效降低矽晶片的工作環境溫度,間接提升了光電轉換效率;同時其優異的抗沖擊性能,可抵禦臺風、冰雹的外力沖擊,保障電站在惡劣環境下長期穩定運行。

3.2 案例二:MiC 模塊化建築的六面防火系統在香港防疫中心的應用驗證

3.2.1 項目背景

2020 年,受全球新冠疫情的影響,香港地區需要快速建設一批高標準的應急防疫隔離設施 —— 項目建設時間緊、任務重,且對建築的安全防護等級、裝配式施工效率、綜合使用性能提出了極高的要求。

這類應急醫療設施,采用了行業內先進的 MiC 模塊化建築技術 —— 整個建築的大部分結構構件、裝修構件、防火構件,都需要在工廠內完成預制化生產,再將成品模塊運輸至項目現場進行快速拼裝,實現 “像搭積木一樣建建築”。在縮短施工周期的同時,這類建築對防火材料的性能提出了極高要求:一方面,模塊化建築的箱式結構,存在墻、頂、地、管道穿越洞、檢修口、門窗框等多個防火防護薄弱點,必須實現六面全方位的防火防護;另一方面,這類建築需要長期處於海邊潮濕、高鹽霧環境中,防火材料必須具備優異的耐候性,能在這類惡劣環境下長期保持性能穩定。

負責項目建設的承建單位,在對全球多家防火板品牌進行多輪性能測試後,最終選擇了正川作為該項目的被動防火系統專屬供應商。

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3.2.2 項目防火難點

該項目的防火防護難度,在行業內現有項目中處於頂級水平,主要面臨著三大核心技術難題:

防火防護無死角要求高:MiC 模塊化建築的箱式結構,存在墻、頂、地、管道穿越洞、檢修口、門窗框等多個傳統防火設計中容易忽視的薄弱點 —— 這些點位,如果采用傳統的防火方案,很容易出現防護縫隙,成為火勢蔓延的關鍵通道。這就要求被動防火系統,必須對箱體的所有部位進行一體化設計,實現全維度無死角防護;
裝配式安裝精度適配要求高:整個建築的所有防火構件,都需要在工廠內完成預制化生產,再運輸至現場進行拼裝 —— 這就要求防火板必須具備極高的尺寸加工精度,且現場安裝時,能采用簡單的拼接工藝,快速完成安裝,將施工周期壓縮到項目要求的時間範圍內;
多環境適配要求高:項目所在地處於海邊潮濕、高鹽霧環境,防火材料需要長期承受潮濕、鹽霧、強風、暴雨等極端天氣的侵蝕 —— 這就要求防火板必須具備優異的耐候性,在這類惡劣環境下,長期保持防火性能不衰減,且不能出現銹蝕、變形、面層脫落等問題;
醫療級環保性能要求高:作為應急醫療設施,防火材料必須具備極高的環保性能 —— 在日常使用過程中,不能釋放出甲醛、苯、重金屬等有害物質;在火災發生時,煙氣毒性等級必須達到安全一級,才能為人員疏散和消防作業提供安全保障。
3.2.3 正川六面防火系統解決方案

針對項目的特殊技術難點,正川組織了專項技術小組,根據項目的 MiC 模塊尺寸、防火等級要求、現場施工條件,為其量身定制了六面防火系統方案 —— 將箱體的 “墻、頂、地、管道包喉、維修生口、門窗框” 六大關鍵部位納入一體化防護體系,從結構設計上實現了防火防護的無死角覆蓋,徹底規避了模塊化建築的天然防火薄弱點。

該方案的核心材料與技術細節,完全適配項目的多維度性能需求:

核心系統構造:整個系統采用 “Gemtree 80 防火板 + 防火巖棉填充 + 防火膠密封 + 鍍鋅龍骨支撐” 的復合結構 ——Gemtree 80 防火板是正川專為模塊化建築場景研發的專屬無機板材,其燃燒性能達到 A1 級不燃等級,配合系統配套的防火巖棉、防火膠,可根據項目的實際防火等級需求,組合出耐火隔熱時效 1-4 小時的不同等級防護系統;系統中所有的密封材料,都采用了正川專屬研發的防火膠 —— 這類防火膠在施工完成後,會擁有良好的彈性變形能力,既能補償由振動、建築輕微沈降帶來的板材拼接縫隙變形,又能在高溫環境中保持長期穩定,不出現開裂、脫落等問題,保證整個防火分隔結構的嚴密性;
細節防護設計:在管道包喉部位,采用 Gemtree 80 防火板與防火巖棉的復合結構,提供隔熱與非隔熱兩種防火防護選擇,耐火隔熱時效同樣可達 1-4 小時;在維修生口部位,采用同材質防火板預制的成品防火蓋板,可實現快速拆卸、密封嚴實,耐火極限可達 4 小時,在不影響設備檢修便利性的前提下,保證了防火分隔的完整性;
裝配式安裝適配設計:為了適配項目的裝配式施工要求,正川對所有板材的加工尺寸精度進行了嚴格把控,尺寸偏差完全符合國家及國際相關標準的要求;同時,板材的連接部位,采用了正川專屬設計的 “公母企口” 拼接結構 —— 安裝時,施工人員只需將兩塊板材的公母企口對準拼接,再用專用的防火膠進行密封即可完成安裝,現場施工效率較傳統濕法作業提升了30- 50%,大幅縮短了項目的建設周期。

 

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3.2.4 應用效果與數據驗證

正川的這套六面防火系統方案,完全通過了項目的所有性能測試,成功應用於香港竹篙灣檢疫中心、香港鯉魚門防疫中心等多個香港應急醫療防疫項目中。

項目交付使用後,正川的系統經歷了多次強臺風、暴雨等惡劣天氣的考驗,模塊化建築的防火分隔結構未出現任何變形、滲漏、結構松動等異常問題,防護性能始終穩定達標。項目的承建單位,對正川的產品性能、配套服務給予了高度評價 —— 在項目的實際施工過程中,正川的技術團隊全程提供線上及現場的技術指導,協助施工團隊順利完成了所有防火構件的安裝作業,保障了項目的整體施工進度。

此外,正川的這套六面防火系統,還在香港、新加坡等地的其他 30 個 MiC 模塊化建築項目中得到了廣泛應用 —— 覆蓋了醫院急救病房、高層宿舍、學校模塊化教學樓、加油站配套輔助用房、隧道附屬模塊化應急救援站等多種不同類型的場景,所有項目均一次性通過了當地的消防驗收檢測。

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