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建筑外墙保温的消防安全性分析

http://www.fire.hc360.com2017年08月02日15:29 来源:中国绝热节能材料网 T|T

    慧聪消防网   相约9月4日CFIC2017中国消防安全产业大会    

    我国的建筑节能工作始于1986年,2005年开始逐步推行节能65%。北京市节能65%设计标准规定:节能指标提高完全由建筑物围护结构承担实现,以降低冬季采暖能耗为主,兼顾降低夏季降温能耗。外墙传热系数的降低主要是靠墙体保温技术来实现的。

    我国的墙体保温技术有外墙内保温、夹心保温和外墙外保温三种形式,外墙外保温技术以其热工性能好、保温效果高、保护主体结构、基本消除热桥等诸多优点,已经成为目前市场的主流。随着国家对建筑节能工作的重视,外墙外保温技术获得了长足发展,涌现出了聚苯板薄抹灰、胶粉聚苯颗粒、喷涂硬泡聚氨酯、现浇无网聚苯板、现浇有网聚苯板、保温装饰一体化和幕墙保温等大量的外墙外保温系统,EPS、XPS和PU等高效保温材料获得了广泛的应用。

    1、建筑外墙外保温防火问题

    随着我国建筑节能标准的不断提高,胶粉聚苯颗粒、膨胀珍珠岩等浆料保温材料因为其导热系数高,无法满足较高的节能标准,逐渐被限制和禁止使用。目前保温市场上普遍使用的是具有低导热系数的EPS、XPS和PU等高效保温材料,但是这些保温材料都是可燃保温材料,防火性能较差,并且燃烧时产生大量的有毒烟雾,即使加入大量阻燃剂可以提高其难燃等级,由于一般阻燃剂的沸点不足300C°,火灾发生时,环境温度可高达1000C°,在此条件下阻燃剂易挥发,所以防火性能很不理想。我国开始大力推广建筑节能后,从2005年至今,因为有机保温材料被引燃,发生的火灾越来越多。

    2009年比较典型的火灾有央视新址园区在建附属文化中心大楼、中央美院彩钢板宿舍楼、中国科技馆新馆、济南全运会场馆火灾,2010年5月31日着火的南通新地标中海汇泉大厦,同年11月15日上海静安区因外墙装修材料着火引发的火灾等。

    外保温工程火灾主要是由以下几个方面引起的:

    第一,保温材料进入施工现场码放时段;现场存放过程中保温板裸放,无任何防火保护措施,防火安全管理措施不到位,旦遇到明火、烟头、焊渣等极易引燃。

    第二,保温材料施工上墙时段是发生火灾最多的阶段,在国内现有外保温工程火灾中,大部分发生在施工上墙过程中,主要原因在于保温材料的阻燃性差,施工过程中保温板裸放,无任何防火保护措施,施工现场的防火安全管理措施不到位,动火作业违规操作等因素造成。火调统计显示,施工过程中的高温焊渣滴落,引燃裸放保温材料的几率最大。因此,改进保温系统构造,坚决不允许保温材料在系统完成前后裸露在空气中,对幕墙系统的防火隔断等也要加强;避免建筑物施工过程中火灾的危害显得尤为重要,提高保温材料的可点燃性,即指数提高到32以上,使其不易被点燃,离火自熄;降低保温板材的烟密度至15以下,达到A级;另外对保温材料进场前进行表面防火处理等,都是可行的方案。

    第三,外墙外保温系统投入使用时段。鉴于外墙外保温建筑投入使用的时间不长,在火灾案例中所占的比例较小,但是也有案例发生。建筑物的使用寿命通常在50年以上,建筑物使用过程中一旦发生火灾,人员、财产安全和消防的救援能力将面临重大考验。减少或避免建筑物使用过程中火灾的危害也相当重要。

    2、外墙外保温防火技术现状

    我国建筑的火灾,多为幕墙保温和高层建筑火灾,尤其是高层幕墙保温建筑,具有多发性、火势蔓延快、燃烧产生大量有毒烟尘、施救难度大等特点。

    针对外墙外保温工程日益频发的火灾,从2006年开始,国内相关领域的研究机构和行业领先的公司,相继投入了大量的人力、物力,开展了外墙外保温防火技术的研究。例如:北京住总集团、中国建科院防火所和北京莱恩斯公司等,共同承担的北京市科研课题高层建筑外墙外保温防火安全及防火措施的研究,对岩棉、OPF傲德防火酚醛保温板、泡沫混凝土等作为防火隔离带材料对提高聚苯板薄抹灰系统防火安全性的作用,进行了大型火灾模拟实验研究;中国建科院防火所、北京莱恩斯公司等共同编写的行业标准建筑外墙外保温系统防火试验方法;北京莱恩斯公司研究开发的高效防火保温系统傲德改性酚醛保温板外墙外保温系统于2008年通过建设部科技发展促进中心的评估。

    目前,国内对外墙外保温防火安全性问题形成共识,认为易燃保温材料是外墙外保温火灾的罪魁祸首,提高外墙外保温系统的防火安全性迫在眉睫,并形成了两种技术路线。第一种认为,目前提高保温材料的防火性能,技术上和经济上不符合中国的国情,提倡采用防火隔离带、防火分仓、防火面层等构造措施来提高外墙外保温系统的防火安全性;第二种认为,外墙保温火灾的根源在于易燃保温材料,提倡开发难燃或不燃的高效保温材料来逐步替代易燃保温材料,从根本上解决建筑的火灾隐患。构造防火,能部分缓解外墙保温的火灾,可以作为一种提高建筑防火安全性的过渡措施,但由于仍旧采用易燃保温材料,依然存在火灾隐患。

    为有效防止建筑外墙外保温系统火灾事故,公安部、住房和城乡建设部联合制定了最新的民用建筑外保温系统及外墙装饰防火规定,并于2011年7月27日颁布执行,规定指出,民用建筑外保温材料的燃烧性能宜为A级,且不应低于B1级。

    2.1难燃或不燃保温材料

    材料燃烧性能分级方法达到B1级的材料,不燃材料为A级。目前市场上能达到B1级或A级的保温材料,主要有岩棉、玻璃棉等无机材料,PF、PU等有机保温材料和胶粉聚苯颗粒等有机无机复合材料,分述如下:无机保温材料虽然能达到A级不燃,但基本达不到建筑节能标准规定的65%的保温效果。多用于高温或低温的保温工程,这里不做具体介绍。

    EPS即模塑聚苯乙烯泡沫塑料,是由可发性聚苯乙烯颗粒经加热预发泡后,在模具中加热成型而制得的具有闭孔结构的使用温度不超过75C°的泡沫塑料。用于外墙外保温的EPS容重1822kg/m3,导热系数小于燃剂。也有厂家生产出B1级的EPS,但是一般认为属于B2级或B3级。

    XPS即挤塑聚苯乙烯泡沫塑料,是以聚苯乙烯树脂或其共聚物为主要成分,添加少量添加剂,通过加热挤塑成型而制得的具有闭孔结构的硬质泡沫塑料。导热系数小于0.030W/(MK),一般为B2级,通过加阻燃剂也有厂家生产出B1级XPS,但是一般认为属于B2级或B3级。

    PU即聚氨酯,是由多异氰酸酯和聚醚多元醇或聚酯多元醇或/及小分子多元醇、多元胺或水等扩链剂或交联剂等原料制成的聚合物泡沫塑料。建筑外墙外保温应用的为硬质聚氨酯泡沫塑料,导热系数小于0.024W/(MK),燃烧性能一般为B2级,通过加阻燃剂也可达到B1级,但是一般认为属于B2级。

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