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目前,较理想的节能建筑应满足在最少的能量消耗下又具备以下三点:一、能在不同的季节、不同的区域合理控制太阳辐射的吸收或者组织;二、室内能在不同季节、不同室外气候下始终保持其舒适性;三、室内能够实现必要的通风换气。而目前建筑节能的途径主要包括:提高能源的使用效率,尽量减少不可再生资源的消耗;降低建筑围护结构的能量损失;减少建筑设备运行的能耗。以上三个方面,高新技术有着决定性的作用。其中,建筑物围护结构的能量损失主要来自外墙、屋顶和门窗,因此,外墙保温技术就成为建筑节能中一项重要的技术。
1 外墙保温技术
1.1 外墙内保温[1]
外墙内保温系统是指将保温材料置于外墙内侧,通常般采用聚合物保温砂浆、石膏保温砂浆等,这个技术相对比较成熟。其特点是:施工方便,易操作,受气候影响小,尤其是外墙面的自由度大,因此受到业主的欢迎,到目前为止仍较为常用。但是,因为其构造位置使得建筑物墙内外两侧分别处于两个不同的温度环境。从而使墙体很容易产生饰面层裂缝,此外该工艺还有占用室内的使用空间和墙体冷热桥的问题不易解决等问题。
1.2 外墙外保温[2]
外墙外保温系统是指将保温材料置于外墙的外侧,因此能够很好地保护墙体结构,从而延长建筑物的寿命,并且有效地减少解决了建筑结构的热桥问题,增加了室内有效空间,提高了居住的舒适性,所以外保温是目前大力推广的一种建筑保温节能技术。
外保温与内保温相比,其技术更合理,当使用同样规格、同样尺寸和性能的保温材料,外保温比内保温的效果好。此外,外保温技术适用范围也很广,不仅适合新建工程,也适用于旧楼改建。
但是,外墙外保温对施工工艺要求很高,尤其是在冬季、雨季施工将受到极大的限制,当使用EPS板或XPS板施工时,特别要注意板缝的处理,不然很容易导致整个墙体的开裂。另外,由于是外墙外层施工,所以施工时一定要做好安全措施。
1.3 外墙夹心保温
外墙夹心保温是将保温材料置于同一外墙的内、外侧墙片之间。通常是将EPS板内置于建筑模板,然后浇注混凝土,使混凝土与EPS板一次浇注成型。由于外墙主体与保温层一次成活,工作效率提高、工期缩短,并为施工人员提供了较高的安全性。如果在冬季施工,EPS板的保温作用,也可减少围护保温措施。
但是在非严寒地区,外墙夹心保温会使墙体变得很厚,并且内、外两侧墙片间需要连接件连接,其构造比之传统墙体复杂得多,同时会有热桥存在,保温材料的效率得不到充分的发挥。
2 保温材料
保温材料从应用上大体可分为有机、无机、复合型三大类[3]。
2.1 有机保温材料
目前,有机保温材料主要有发泡聚苯板、挤塑聚苯板、喷涂聚氨酯以及聚苯颗粒等。整体来说,有机物保温材料具有材质轻、易加工、致密性高、保温效果好等优点。但缺点也较明显:耐久性差、变形系数大、易燃烧、成本高等。
2.2 无机保温材料
无机保温材料有中空玻化微珠、膨胀珍珠岩、闭孔珍珠岩、岩棉等。其材料具有容重大、耐火性高、变形系数小、性能稳定、易与墙基面结合等优点。
无机保温材料和有机保温材料相比,其安全稳固性、保温层强度以及耐久性均比有机保温材料要高,此外,无机保温材料的使用寿命、施工难度、工程成本以及生态环保性也均比有机保温材料要实用。
2.3 复合型保温材料
复合型保温材料有辐射吸热材料、岩棉以及经过处理的农作物秸秆、可利用的具有保温性并能进行无害化处理的垃圾和通过发泡等技术手段生产的空心材料等。这些复合保温材料具有保温隔热效果好、变形系数小、抗老化、生态环保、使用寿命长、成本低、能耗小、来源广泛等多种优点,同时节约了资源,提高了资源的循环再利用率。
3 外墙保温技术存在的问题
到目前为止,由于外墙外保温技术比内保温技术有较多优点,所以外保温正在逐步取代内保温,故本文主要以外保温技术为例阐述其工程质量以及使用不同保温材料存在的问题。
3.1 保温层空鼓、脱落
造成这种情况出现的原因比较多,常见的有:
3.1.1 保温板材:由于保温板密度太低,生产时对其加入大量再生回收料或者保温板粉化严重,致使保温板和墙体中间形成空缝或者自身粉末化而想成空鼓、脱落。
3.1.2 保温浆料:存放时间过长或受潮,或者本身质量不合格,使其发生粘接不良造成空鼓。
3.1.3 施工时,对基层墙处理不当,如粘土砖墙过早湿润直接涂抹,或者未清理墙体表面附着物,涂抹时速度过快未压实等造成的局部空鼓。
3.1.4 粘接EPS采用点粘施工时,当粘接面积小于30%%又无锚定固定,形成潜在空鼓隐患;采用条粘时,满粘造成排水、排气不顺畅引起剥离性空鼓。
造成保温层空鼓、脱落的因素还有很多可能,这里主要针对保温材料和施工工艺进行简单的说明。
3.2 热工性能差
外墙保温技术有一个主要的目的节能,但是如果材料使用不当或者施工工艺不对,不仅起不到很好的节能,反而增加了工程成本,影响外保温热工性能的因素有以下几点:
3.2.1 建筑结构因素造成热桥形成:框架结构中梁柱与砌体之间未作防裂处理,后期砌体沉降拉裂保温层,形成局部热桥;或者混凝土梁柱浇注外胀未处理,从而使保温层分布不均,局部太薄,形成热桥。
3.2.2 劣质保温材料导热系数过大或者保温板密度过小、稳定性能差,形成不了设计节能标准要求的保温层。
3.2.3 浆体保温材料施工时,没有提前进行冲筋打饼,造成保温层厚度不够或者不均匀局部过薄,形成热桥。
此外,还有很多因素会影响外保温的热工性能效应,因此对保温工程的质量分析,应该多方面全方位的关注。
4 结语
外墙保温体系具有节能、保温、隔音、美观、环保等一系列的优点,同时具有较高的能源利用率、灵活性和创意性。近年来,多起由建筑保温引发的火灾事件,引起了各界对保温防火的关注,今后如何提高保温材料的防火性以及如何减少火灾中保温材料燃烧造成有毒有害气体排放,将是保温技术的一个发展方向。
参考文献:
[1] 邵国英,王玉敏.建筑物外墙保温施工技术探讨[J].黑龙江科技信息,2009,(27):34-35.
[2] 周宏玲.聚苯板外墙保温施工技术的探讨[J].低温建筑技术,2009,(1):21-22.
[3] 周广德.有机和无机保温材料的研究[N].中国建材报,2008-02-20(8).
近年来,由于建筑外墙保温材料燃烧引起的重大火灾事故不断发生,造成严重人员伤亡和财产损失。建筑易燃可燃外墙保温材料已成为一类新的火灾隐患。因此公安部消防局于2011年3月14日通知要求从严执行《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》(公通字[2009]46号)第二条规定,民用建筑外保温材料采用燃烧性能为A级的材料。
根据公安部消防局的该通知要求,各建设单位及建筑设计单位都采取了相应的措施,但由于目前我国建筑外墙保温所用的材料主要有两类:一类是聚苯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫、发泡橡胶等有机泡沫材料;另一类是岩棉、玻璃棉等无机材料。其中有机材料虽然保温性好,密度小,但是耐热差、易燃烧,而且在燃烧时释放大量热、产生大量有毒烟气,不仅会加速大火蔓延、而且容易造成人员伤亡。而无机材料虽然耐热、阻燃效果好,但存在粉尘和细小纤维,既污染空气又易滋生细菌,早已成为危害人们健康的隐患。因此目前所用的材料并没有一种能够完全满足节能、保温、防火、无污染的要求,给设计和施工造成了一定的混乱。
因此,寻找一种既能绝热防火,又对人体健康影响很小的建筑保温材料,就成为解决外墙保温问题的关键。
酚醛泡沫一般是采用甲阶酚醛树脂经发泡、固化形成的一种材料,由于具有突出的难燃、低烟、低毒特性和优异的耐热性,成为外墙保温材料的选择之一。
2 酚醛泡沫的特点
(1)保温性能
酚醛泡沫的导热系数仅为0.02w/m•K左右,密度最低仅为25 kg/m3,具有优异的节能保温作用。相比传统的无机保温材料,如岩棉、玻璃棉等,其节能保温性能高约1倍;与目前常用的新型有机泡沫材料如聚氨酯、聚苯乙烯等相比也有一定的优势。因此人们公认其节能保温性能居于所有保温材料之首,被称为“保温之王”。表1为酚醛泡沫与其它保温材料的导热系数对比。
(2)燃烧性能
酚醛泡沫的难燃程度是目前广泛使用的聚苯乙烯泡沫和聚氨酯泡沫所远远不及的。
有实验将3种不同材料:酚醛泡沫、挤塑型聚苯乙烯泡沫和聚氨酯泡沫,分别切割成长100mm,宽100mm,厚25mm的试样放在火源上,经过30秒钟燃烧观察,挤塑型聚苯乙烯泡沫近火即熔化滴落并燃烧;聚氨酯泡沫燃烧时浓烟滚滚散发毒气;而酚醛泡沫的表面仅有小面积炭化薄层,既无火焰又无烟气发出。
也有实验表明厚度仅为30mm的酚醛泡沫平板,可以经受1700 ℃火焰喷射10分钟,而表面略有炭化却烧不穿,既不着火也不散发浓烟和毒气。说明酚醛泡沫具有优异的不燃特性。表2为几种常见泡沫保温材料的氧指数对比。
从表中可以看出,在这些泡沫材料中,酚醛泡沫的氧指数最高,最难以燃烧。
(3)热稳定性能
有实验将酚醛泡沫、挤塑型聚苯乙烯泡沫和膨胀型聚苯乙烯泡沫分别切割成长150mm、宽100mm,厚25mm的试样放在烘箱内加热,观察其体积变化。3种泡沫从30℃开始升温到90℃体积基本保持不变;130分钟后升温到105 ℃,膨胀型聚苯乙烯泡沫体积收缩了8%,挤塑型聚苯乙烯泡沫的体积相反却扩大了15 %;220分钟后升温到140℃,膨胀型聚苯乙烯泡沫体积收缩了50%,挤塑型聚苯乙烯泡沫体积收缩了70%。因此,在热性能方面,挤塑型聚苯乙烯泡沫是最不稳定的。当火灾引起高温时,聚苯乙烯类保温材料因受热膨胀或缩小而导致墙面开裂脱落,暴露在外的聚苯乙烯泡沫被引燃,迅速传播蔓延,使现场极具危险性而难以扑救。而酚醛泡沫甚至加热到300℃以上也能保持体积不变,说明它的热稳定性很好。
(4)安全性能
酚醛泡沫是一种热固性塑料,分子中只有C、H、O元素,燃烧时不产生熔滴,不发生火势蔓延,烟雾少,CO排出物少,不含其他有毒物,高温下脱水缩合时,也只是产生少量甲醛,对人体较为安全。
3 酚醛泡沫出现的问题及改进
人们一提起酚醛泡沫,大多认为它有易粉化掉渣、脆性大和强度低等缺点,给墙体施工和应用带来较大困难。随着近年来国内外研究机构、学校和企业的深入研究,通过对酚醛泡沫增韧改性、纤维增强和施工工艺方面的改进,酚醛泡沫原有的缺点正在或己经解决。
针对酚醛泡沫自身的问题可以从以下几个环节入手加以解决:
(1)酚醛泡沫的增韧改性
一般认为酚醛树脂分子链上存在的大量刚性苯环结构,使其泡沫延伸率低、质脆、硬度大、泡沫韧性差、易粉化,从而大大限制了酚醛泡沫的应用,因此改善酚醛树脂的韧性,提高泡沫塑料的压缩强度是十分必要的。可以通过以下几种途径来实现:①在泡沫体系中加入增韧剂,通过物质共混或大分子互穿复合的方式达到增韧的目的;②在泡沫体系中,甲阶酚醛树脂与增韧剂进行化学反应,形成柔韧性结构,达到体系增韧改性的目的;③用带有柔韧性链的物质改性苯酚合成树脂。
这类改性研究工作目前已在各大高校及科研院所广泛展开。
(2)复合材料增强
用增强材料对酚醛泡沫进行复合增强也是提高其实用性的有效方法之一。
美国南加州大学用玻璃纤维或芳纶纤维增强酚醛泡沫,其剥离强度提高7倍,而防火性能却未见减弱。还有专利用酚醛泡沫注入蜂窝芯孔内,形成高强度的复合芯,再用阻燃胶与面板黏结制成酚醛泡沫复合蜂窝板,可有效解决易碎问题。
(3)改进施工工艺
酚醛泡沫的施工通常采用类似聚苯板的湿贴做法,施工工艺也和聚苯板类似。但酚醛泡沫存在的一些缺点,如脆性、易粉化,也限制了此施工方法的应用范围。比如在粘贴完酚醛泡沫板后用橡皮锤敲击时,如果力量过重,易发生酚醛泡沫板破裂等情况。
针对这种情况,如果在酚醛泡沫板的表面复合一层聚合物砂浆及玻璃纤维网格布,提高其强度和整体性,同时提高与砂浆、腻子等材料的粘结性能,就可以弥补酚醛泡沫的脆性及易粉化的缺点。
近年来己经有一些公司开始在做这方面的尝试,并且己经成功地将酚醛泡沫板应用于外墙保温中,收到了理想的效果。
4 结语
关键词:外墙保温材料;酚醛保温板;燃烧性能。
中图分类号: TU111.4+1 文献标识码: A 文章编号:
一、建筑外墙保温材料防火安全的必要性
城市中新建公共建筑和居住建筑的外墙保温多数采用墙体外加有机保温层的做法以及岩棉、玻璃棉等无机保温层的做法,外墙保温所采用的有机保温材料,防火安全性差,特别是普通聚苯乙烯、聚氨酯保温材料80℃就熔融变形滴落,一旦起火,火势蔓延速度特别快。且会产生大量有毒烟气,致使建筑物存在很大的火灾危险性。而无机保温材料既污染空气又易滋生细菌,对人身健康易造成危害。因此,进一步研究开发多类型的外保温防火体系,设定外墙保温体系,尽快提出预防方法或解决措施,提高我国外墙保温系统的防火安全性是十分重要的。
酚醛保温板的优良抗燃烧性能主要包括两个方面:一是防止火焰扩散的能力,即绝热材料局部产生火焰,火焰将不扩散而自行熄灭;二是材料本身的绝热性能,即使在材料一侧着火燃烧,另一侧的温度不会升高而导致火灾范围扩大。酚醛保温板材质与结构决定了它即便是在焊枪火焰下,也只是发生表面炭化的现象,既不燃烧也不变形,既不散发有害气体也无滴落物质。酚醛保温板所兼备的这些特性,使它成为最理想的新型有机保温材料,非常适合作为建筑外墙保温、屋面保温和防火门内层防火隔热。
二、酚醛保温板的概念
酚醛保温板是以酚醛树脂和阻燃剂、抑烟剂、固化剂、发泡剂、及其它助剂等多种物质,经科学配方制成的闭孔型硬质泡沫塑料。
三、酚醛保温板的性能
1、高阻燃,低发烟。氧指数可达56%。1200℃不燃烧,遇火只碳化无滴落物。
2、 绝缘性好,导热系数低。酚醛保温板材料是由“密闭式小气泡”组成,能良好阻断温度形成的热对流现象。其导热系数为0.02~0.03w/m。k,达到节约能源的目的。
3、 耐候性稳定,耐热性较高。酚醛保温板的使用温度为-60℃~150℃,尺寸稳定,不吸水,抗老化,使用寿命长。
4、 无氟发泡,无毒无味,是绿色环保建材。发泡过程不使用氟氯碳化物,配比合理,反应完全,形成的化合物无残留毒物,无任何气味,耐酸耐碱,对酸性碱性具有良好的抵抗性 。
5、酚醛保温板为新一代保温、防火、隔音材料,低温收缩性小, 有较强的环保、节能功效。
四、酚醛保温板的施工方法
近年来,酚醛保温板已经成功地应用于外墙保温中,达到了理想的效果。如用在清华大学百年讲堂、大连市安居工程旧楼墙改项目、天津和悦花园、济南万达广场、大连市开发区消防局办公大楼等工程。
酚醛保温板具有质轻、施工方便等特点。施工中常见采用的形式主要还是类似聚苯板的湿贴做法,主要结构是墙体(主要是砖墙、砌块或混凝土墙体)、1:3水泥砂浆找平层、聚合物黏结砂浆、酚醛保温板、聚合物抹面砂浆、玻璃纤维网格布、锚固件、聚合物抗裂砂浆、外饰面等组成。
但酚醛保温板也存在着一些缺点,如脆性、易粉化,也限制了此施工做法的应用范围。比如在黏贴完酚醛保温板后用橡皮锤敲击时,如果力量过重,易发生酚醛保温板破裂等情况。如果在酚醛保温板的表面复合一层材料,提高其强度,同时此材料与酚醛保温板及砂浆、腻子等材料具有良好的黏结性能,将是一个很好的选择,这样就可以弥补酚醛保温板的脆性及易粉化的缺点。
在干挂系统中,如果能够将酚醛保温板与表面饰材复合在一起,做成一个腔体式结构,将是一个不错的选择,这样就只需考虑酚醛泡保温板与表面饰材的黏结情况。生产起来也不会很复杂,现有很多聚氨酯保温材料制成了腔体式保温装饰板,如果用酚醛保温板取代聚氨酯制成了腔体式保温装饰板将是一个不错的选择。
五、酚醛保温板的应用
酚醛保温板的导热系数在0.023 W/(m・K)左右(约是聚苯乙烯的1/2),防火等级是不燃A级(可耐150℃高温),同时价格与聚氨酯差不多。聚苯乙烯泡沫和聚氨酯泡沫都易燃,不耐高温,目前正受到消防部门的限制使用,对防火要求严格的场所,政府部门已有明文规定只能用酚醛保温板及其夹芯板。酚醛防火保温板可以有效解决建筑防火保温问题,酚醛保温板在高温下不熔滴、不软化、发烟量低,不扩散火焰,耐火焰穿透,防火性能出色,并且具有良好的保温节能效果,将优异的防火性能与良好的节能效果集于一身,适合于外墙外保温。酚醛保温板应用形式:
1)双面复合铝箔(墙面保温装饰一体化、空调保温风管)
2)单面彩钢单面铝箔(空调风管)
3)单面镀锌铁皮单面铝箔(空调风管)
4)表面复合其他材料,如界面剂、网布砂浆等(有A级防火要求的建筑墙体保温)
据有关调查结果显示,在高层建筑火灾中造成死亡和受伤的人员,有80%~85%是因火灾现场的浓烟和毒气所致。因此,世界各国政 府均在建筑、运输等领域对材料提出了严格的(阻燃、低火焰、低发烟、低毒等)要求。目前,酚醛保温板作为封闭与控制火势的材料,已被发达国家广泛使用。 法国马赛、里昂等城市建造的许多大型公寓,已将酚醛保温板安装在外墙上,再涂覆保护层,以有效阻止大火的蔓延和燃烧。20世纪90年代以来,我国香港地区已从英国进口大量酚醛保温板用于100多幢大楼中央空调系统风管的隔热保温。日本政府已出台法规将酚醛泡沫作为公共建筑的标准耐燃物。上海浦东锦江大厦于1996年在香港房产商的推荐下,首次采用了酚醛保温板做外墙外保温材料。
我国从20世纪90年代后期到现在,泡沫类保温材料和轻质墙 体材料仍以聚苯乙烯和聚氨酯为主。特别是聚苯乙烯制成的夹芯板,近年来已形成年生产3200万平方米的能力,生产厂家发展到300多家, 仅1999年就销售出1600万平方米,广泛应用在建造大楼、厂房、仓库、体育馆、活动房屋之中。不难推测,这类易燃建筑材料生产得越多,所面临的风险和 危害也越大。因此,对我国重大火灾事故及火势难以控制的原因进行分析,易燃的外墙保温材料难逃罪责。所以,用酚醛保温板取代聚苯乙烯、聚氨酯应该是利国利民的好事,也是解决建筑外墙保温、防火问题的重大举措。随着我国经济建设步伐的加快,建筑保温材料正在日益突飞猛进的发展,市场急需大量阻燃、轻质、安全、高效、成本低廉的隔热保温材料,酚醛泡沫以其独有的特点,将在保温市场具有很好的发展前景。
参考文献:
1.《JGJ/144-2004外墙外保温工程技术规程》
关键词:外墙外保温材料;防火;协调
Abstract: in recent years, along with the energy conservation and emission reduction of the work of our construction energy conservation standards will continue to improve, EPS, XPS and PU heat preservation material such as some efficient begin to be widely used. But these efficient heat preservation material belong to combustible insulation materials, fire prevention function is poorer, combustion would produce a lot of smoke, contains a lot of poisonous gases. From 2008 to now, because the external wall thermal insulation material from the fire burned more and more. However, we can not only pay attention to fire prevention and relax to heat preservation effect requirement, also can not only request the heat preservation effect and neglecting fire performance, more can't because of fear of fire and don't have the energy. In advocate of energy saving and emission reduction, development a low carbon economy at the same time, completes the heat preservation material heat preservation and coordination of the fire was key.
Keywords: exterior insulation materials; Fire; coordination
中图分类号:G267文献标识码:A 文章编号:
目前,国内对外墙保温系统防火技术的研究和重视程度还远远不够,几乎所有提及的内容都是关于系统所采用保温材料的燃烧性能。防火是设计和施工工作的重中之重,在保证节能减排的同时,如何从技术上有效解决保温材料的易燃问题,是本文探讨的关键。
一、现阶段外墙保温系统防火现状
(一)建筑外墙外保温材料的使用
目前,我国大规模应用的外墙外保温材料主要是EPS(聚苯乙烯泡沫)和XPS(挤塑聚苯乙烯泡沫),这些材料质轻、闭气、防水性好、绝热性能好,因此被保温行业广泛使用。但是,在广泛的实际应用和检验中发现,如果这些有机保温材料没有经过阻燃和降烟毒气的化学分子结构改性,只是简单地添加阻燃剂,遇火易燃烧,熔融状态带火滴,燃烧产生有毒气体,且高温时易发生蔓延和轰燃现象,火灾隐患非常严重。
(二)外墙保温系统防火技术的研究
目前,国内对外墙保温系统防火技术的研究和重视程度还远远不够,几乎所有提及的内容都是关于系统所采用保温材料的燃烧性能,即使在外墙保温行业标准中对有机保温材料的要求也仅仅是氧指数和可燃性试验指标。在公安部消防局下发的“65号文件”中提到的A级防火保温材料,主要包括岩棉、玻璃棉和无机保温砂浆等。但是目前国内A级保温材料市场一直比较混乱,在保温性能、环保性能、施工难度等指标都无相关标准和使用范围限定,生产企业的产品说明书中一般也缺少防火性能指标。当前在国内高层、超高层建筑上用聚苯板薄抹灰网格布粘贴面砖的外墙外保温做法也相当普遍,但这种做法的危险性在于一旦火灾发生,不仅有机保温板燃烧产生的有毒气体和火焰会给逃生者带来巨大危险,同时因聚苯板受热产生的热熔缩变形以及网格布过热折断而导致瓷砖坠落,对逃生人员和救助人员造成的潜在危险也是致命的。正是因为在外墙保温设计、施工过程中和施工完毕后对防火问题的忽视和侥幸心理,由可燃外墙保温材料导致火灾发生或加速蔓延的案例令人触目惊心。
二、有效预防外墙外保温材料火灾的措施及途径
(一)强化施工过程和施工现场防火安全管理。
目前,业内对外墙外保温材料发生火灾的三个阶段已经形成普遍共识,分别为:1)进入施工现场过程中的码放时段;2)保温材料施工过程时段;3)保温系统投入使用时段。而在这三个阶段中,施工过程阶段发生火灾的频率最高。因此强化施工过程控制,杜绝火灾隐患非常重要。外墙外保温工程施工前,必须制定保温工程专项施工技术方案和防火措施,合理安排施工工序,禁止施工作业面存在明火与保温材料交叉作业。施工现场保温材料应单独存放和保管,并采取防火隔离等措施,防火重点区域应设置安全警示标志。施工过程中,比如电焊等明火以及不良的施工程序、交叉作业等,尤其对动用明火必须实行严格的消防安全管理。需要进行明火作业的,动火部门和人员应当按照用火管理制度办理审批手续,落实现场监护人,在确认无火灾、爆炸危险后方可动火施工;动火施工人员应当遵守消防安全规定,并落实相应的消防安全措施,特别要严密高空焊等特殊电焊环境下的防护要求;电焊、气焊、电工等特殊工种人员必须持证上岗;将容易发生火灾、一旦发生火灾后果严重的部位确定为重点防火部位,实行严格管理。
(二)各级建设行政主管部门要加大监管力度
关键词:外墙保温材料;火灾危险性;防火安全性
1 前言
近年来,作为建筑节能关键技术支撑之一的外墙外保温体系得到广泛的推广和应用,但随之带来的防火技术问题及弊端也浮出了水面,与建筑外墙外保温材料有关的火灾频繁发生,如央视大火、济南奥体中心大火、上海胶州路大火等。由于多数建筑采用的外墙保温材料易燃、可燃,已成为引发城市建筑火灾的主要危险源之一,如何提高建筑外墙保温材料的防火安全已成为事关民生安全的重要课题。本文结合国内外保温材料的发展现状,分析外墙保温可能产生的火灾危险性,提出改进方法建议。
2外墙保温体系的火灾危险性
外墙外保温体系由保温层、保护层和固定材料 (胶粘剂、锚固件等) 构成并且适用于安装在外墙外表面的非承重保温构造总称。外墙保温层设置于外墙外侧或内侧,由界面层(混凝土等光面墙隔)、热保温材料层和饰面层(涂料饰面和面砖饰面)构成。
2.1外墙保温材料的类型
从保温材料耐火等级的角度看,目前用于外保温系统的保温材料主要包括三大类:无机类保温材料、有机无机复合保温材料和有机高分子保温材料。
无机类保温材料:这是一类具有不燃性,自身不存在防火安全问题的材料,包括岩棉、玻璃棉、膨胀玻化微珠保温浆料等。无机类保温材料的突出优势为其防火能力达到了A级,同时对环境无危害并可回收再利用,一经应用长期有效,节能效果经久不衰,完全符合既节能又环保的要求。但无机类保温材料的其它性能不能完全满足外保温的要求,并且其产生的粉尘和细小纤维既污染空气又易滋生细菌,对人身健康易造成危害,还有怕水、施工不方便等缺点,目前尚不具备广泛应用的技术条件。
有机无机复合保温材料:该材料以胶粉聚苯颗粒保温浆料为主,发烟量低、不会熔融、无滴落物,属难燃材料,且不具有火焰传播性,自身不存在防火安全问题。虽然其具有一定程度的防火功能,但导热系数偏大,同时大多数复合保温浆料质量不稳定,难以保证工程质量,在允许使用的复合保温砂浆层厚度范围内,很难达到建筑节能设计标准中对外墙平均传热系数限值的规定,所以没有被广泛应用。
有机高分子保温材料:市场上使用最多的节能保温系统为以有机高分子保温材料为代表的节能保温系统,以聚苯乙烯饱沫塑料和聚氯醋硬泡为主,属可燃材料,其燃烧性能等级为E级,具有引发火灾的危险性。
2.2 外墙保温火灾危险性
目前广泛应用的外墙保温材料为有机保温材料,优点是质量轻、保温和隔热性好,最大缺陷是防火安全性差。发生火灾时由于受高温的作用,墙体保温材料表面砂浆龟裂、脱落,很快会引燃保温材料,火灾迅速向大范围蔓延,特别是普通的泡沫板、挤塑板,在80℃就产生熔融变形滴落,一旦起火,火势蔓延速度特别快,燃烧时烟雾大、毒性大。
同时,外墙着火之后,由于室内的自动消防设施不能覆盖外墙,特别是当高层建筑外墙外保温材料着火后由于建筑高度过高举高消防车、登高平台消防车等无法达到火灾区域,严重影响楼内人员的疏散以及灭火救援工作。
3 国内外外墙保温系统防火技术现状
发达国家外墙外保温相关标准中均对材料的防火安全性有严格的要求,被作为该材料、技术应用的首选条件。欧美等发达国家对不同的外墙保温系统和保温材料有着不同的防火安全等级要求,并严格规定不同防火等级的系统和材料应适用于不同建筑防火要求范围。例如:在美国纽约州的建筑指令中明确规定耐火极限低于两个小时的EIFS系统不允许用在高于22.86m的建筑中;德国规定聚苯板薄抹灰系统不能在 22m以上建筑物使用;英国有18m以上建筑物不允许使用聚苯板薄抹灰外墙外保温系统的规定等。
国内对外墙保温系统防火技术的研究已经越来越重视,但由于没有标准对外墙保温材料做出限制规定,对外墙保温系统也缺乏分级标准和使用范围限定,外墙保温防火技术也没有国家或行业产品标准及相关技术规范,高层、超高层建筑普遍采用聚苯板薄抹灰网格布粘贴面砖的外墙外保温做法。与国外相比,中国对外墙保温材料的防火问题评估鉴定的方法简单、粗擦,防火能力较差。所以我国急需进一步研究开发多类型的外保温防火构造体系,开展我国外墙保温体系防火试验标准的研究,提高我国外墙外保温防火安全性。
4外墙保温材料防火安全措施
分别从技术和管理上来解决外墙保温防火安全问题:技术上采取措施,使外墙保温材料、保温系统具有保障安全状态的能力;强化管理,加强施工现场的消防管理措施,达到系统的和谐,以实现整个系统的安全。
提高外墙保温材料的防火性能,根据不同系统的具体构造,相应采取科学、适度、有效的防火构造措施。在新建建筑中,应提高保温材料的阻燃性,推广使用不燃材料组成的外墙保温系统,规定外墙保温材料燃烧性能等级,满足外保温系统具有阻止火焰传播的能力。如果使用聚苯板薄抹灰外保温系统,应增设防火隔离带、挡火梁等防火构造物。对于已采用可燃材料做保温层的建筑,建筑外表层应采用不燃材料将保温层完全覆盖,幕墙与每层楼板、隔墙处的缝隙应采用防火材料封堵。
强化管理。加强消防安全管理,消防部门加强监管,严格建设工程施工现场管理。根据现有的消防条例和保温工程施工消防安全管理等有关规定,结合实际情况,提出保温工程施工过程的消防安全管理措施。消防部门应加强监管,定期深入各单位进行监督检查,对存在的问题及时指出,要求单位落实整改。尤其对动用明火必须实行严格的消防安全管理,将容易发生火灾且一旦发生火灾后果严重的部位重点设防,实行严格管理,并认真贯彻执行。