3-我国外保温防火的技术途径分析3.pdf
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1、1建筑外保温系统防火试验研究建筑外保温系统防火试验研究季广其建筑防火研究所地址:北京市北三环东路30号电话:010 季广其建筑防火研究所地址:北京市北三环东路30号电话:010 64517759邮箱:64517759邮箱: 节能是我国的国策,建筑节能是大局,既不能因为防火问题影响建筑节能的大局,也不能因为建筑节能而忽视防火安全问题,建筑节能与防火安全是相辅相成的,不是对立的,二者要兼顾,缺一不可。节能是我国的国策,建筑节能是大局,既不能因为防火问题影响建筑节能的大局,也不能因为建筑节能而忽视防火安全问题,建筑节能与防火安全是相辅相成的,不是对立的,二者要兼顾,缺一不可。21.外保温的火灾危险性
2、1.外保温的火灾危险性根据火灾统计,我国居住建筑火灾所占比例较高。随着广大人民群众生活条件的改善和生活质量的提高,居住建筑内的火灾荷载及致火因素也随之增加。根据火灾统计,我国居住建筑火灾所占比例较高。随着广大人民群众生活条件的改善和生活质量的提高,居住建筑内的火灾荷载及致火因素也随之增加。建筑防火:建筑防火:墙体或材料是否能够被点燃,点燃后的燃烧程度。燃烧性能要求;墙体或材料是否能够被点燃,点燃后的燃烧程度。燃烧性能要求;即使单独的区域内发生火灾,也应控制在一定的范围内,设置防火分区,一般是以建筑单元户为一个防火分区。耐火极限的要求。即使单独的区域内发生火灾,也应控制在一定的范围内,设置防火分
3、区,一般是以建筑单元户为一个防火分区。耐火极限的要求。3外保温系统:依附于建筑外墙的非承重构造。外保温系统:依附于建筑外墙的非承重构造。外保温系统的燃烧,外保温系统的燃烧,对建筑主体外墙结构的耐火性能影响不大,因为设计时有耐火极限的要求;对建筑主体外墙结构的耐火性能影响不大,因为设计时有耐火极限的要求;对邻近建筑的外墙也不会造成危害,因为设计时考虑了防火间距。对邻近建筑的外墙也不会造成危害,因为设计时考虑了防火间距。那么,当外保温系统意外失火的情况下,我们最关心的问题是什么?那么,当外保温系统意外失火的情况下,我们最关心的问题是什么?建筑外墙外保温的火灾危险性是火焰传播建筑外墙外保温的火灾危险
4、性是火焰传播4由于外保温系统包覆于建筑的整体外墙,跨越了建筑层与层之间的防火分区,当外保温系统不具有阻止火灾蔓延的能力时,火灾条件下,导致火灾蔓延的危险性较大。由于外保温系统包覆于建筑的整体外墙,跨越了建筑层与层之间的防火分区,当外保温系统不具有阻止火灾蔓延的能力时,火灾条件下,导致火灾蔓延的危险性较大。因此,对外保温系统的防火要求是阻止火灾蔓延,特别是高层建筑。因此,对外保温系统的防火要求是阻止火灾蔓延,特别是高层建筑。火焰从窗口沿外保温体系传播图示火焰从窗口沿外保温体系传播图示52.外保温的防火安全现状2.外保温的防火安全现状(本节火灾现场图片均取自公众传媒)(本节火灾现场图片均取自公众传
5、媒)在工程实际中,由可燃的外墙外保温在工程实际中,由可燃的外墙外保温材料导致的火灾案例有多少?材料导致的火灾案例有多少?保温材料进入施工现场码放时段发生的火灾案例保温材料进入施工现场码放时段发生的火灾案例 保温材料施工上墙时段发生的火灾案例保温材料施工上墙时段发生的火灾案例 外墙外保温系统投入使用时段发生的火灾案例外墙外保温系统投入使用时段发生的火灾案例6 如果以构造类型分类?如果以构造类型分类?幕墙保温工程火灾幕墙保温工程火灾幕墙保温工程火灾幕墙保温工程火灾 彩钢板夹芯保温火灾彩钢板夹芯保温火灾彩钢板夹芯保温火灾彩钢板夹芯保温火灾 住宅建筑外墙外保温火灾住宅建筑外墙外保温火灾78?2006年
6、5月济南鲁能领秀城火灾现场2006年5月济南鲁能领秀城火灾现场9?沈阳建筑火灾过后情况沈阳建筑火灾过后情况空地内莫名火起,空地内莫名火起,空地内莫名火起,空地内莫名火起,楼楼楼楼棉袄棉袄棉袄棉袄 被焚吓坏一楼人被焚吓坏一楼人被焚吓坏一楼人被焚吓坏一楼人?2005年1月南京青少年科技活动中心火灾2005年1月南京青少年科技活动中心火灾10在国内现有外保温工程火灾中,大部分发生在施工过程中。主要原因在于施工过程中有机保温板裸放,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的,保温材料的阻燃性指标不符合相关产品标准的要求也是原因之一。在国内现有外保温工程火灾中,大
7、部分发生在施工过程中。主要原因在于施工过程中有机保温板裸放,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的,保温材料的阻燃性指标不符合相关产品标准的要求也是原因之一。因此,建议加强施工现场的防火安全管理,并采取适当的具有可操作性的技术措施,减少或避免施工过程中的火灾事故。因此,建议加强施工现场的防火安全管理,并采取适当的具有可操作性的技术措施,减少或避免施工过程中的火灾事故。而从重要性和长期性而言,解决建筑物使用过程中火灾隐患是防火安全的核心。而从重要性和长期性而言,解决建筑物使用过程中火灾隐患是防火安全的核心。建筑物使用过程中一旦发生火灾,人员和财产安全和
8、消防的救援能力将面临重大考验。建筑物使用过程中一旦发生火灾,人员和财产安全和消防的救援能力将面临重大考验。建筑物的使用寿命通常在50年以上,因此,就人员与财产安全的重要性和建筑物使用的长期性而言,减少或避免建筑物使用过程中火灾的危害显得尤为重要。建筑物的使用寿命通常在50年以上,因此,就人员与财产安全的重要性和建筑物使用的长期性而言,减少或避免建筑物使用过程中火灾的危害显得尤为重要。施工现场频发的火灾已经表明了我们所大量采用的有机保温材料引发火灾的危险性,也就更显现出关注建筑外保温使用过程防火安全的重要性。施工现场频发的火灾已经表明了我们所大量采用的有机保温材料引发火灾的危险性,也就更显现出关
9、注建筑外保温使用过程防火安全的重要性。113.保温材料的现状3.保温材料的现状3.1 保温材料的燃烧性能3.1 保温材料的燃烧性能目前用于外保温系统的保温材料:目前用于外保温系统的保温材料:无机类保温材料无机类保温材料:岩棉、玻璃棉、膨胀玻化微珠保温浆料等。:岩棉、玻璃棉、膨胀玻化微珠保温浆料等。有机无机复合保温材料有机无机复合保温材料:胶粉聚苯颗粒保温浆料。:胶粉聚苯颗粒保温浆料。有机高分子保温材料有机高分子保温材料:聚苯乙烯泡沫塑料和聚氨酯硬泡为主。:聚苯乙烯泡沫塑料和聚氨酯硬泡为主。聚苯乙烯泡沫:热塑性材料聚苯乙烯泡沫:热塑性材料 聚氨酯硬泡:热固性聚氨酯硬泡:热固性12模塑聚苯板(EP
10、S)模塑聚苯板(EPS)可燃保温材料可燃保温材料挤塑聚苯板(XPS)挤塑聚苯板(XPS)聚氨酯硬泡(PU)聚氨酯硬泡(PU)热塑性材料热塑性材料受火后:受火后:收缩、熔化、燃烧收缩、熔化、燃烧热固性材料热固性材料受火后:受火后:燃烧、炭化燃烧、炭化3.2 保温材料的使用现状3.2 保温材料的使用现状就我国目前广泛采用的聚苯乙烯泡沫和聚氨酯硬泡而言,如果大幅度提高其阻燃性指标,从技术角度看尚不具备条件,对于大规模的生产还有很多技术问题需要解决;从生产成本的角度看,也不符合中国的国情。但从建筑节能的大局考虑,目前还没有可替代的材料可以选用。我们目前所面临的问题是,外保温工程所采用的聚苯乙烯泡沫和聚
11、氨酯硬泡本身材性不能满足现有产品标准的阻燃性指标的基本要求,尤其是挤塑聚苯乙烯(XPS)保温板。就我国目前广泛采用的聚苯乙烯泡沫和聚氨酯硬泡而言,如果大幅度提高其阻燃性指标,从技术角度看尚不具备条件,对于大规模的生产还有很多技术问题需要解决;从生产成本的角度看,也不符合中国的国情。但从建筑节能的大局考虑,目前还没有可替代的材料可以选用。我们目前所面临的问题是,外保温工程所采用的聚苯乙烯泡沫和聚氨酯硬泡本身材性不能满足现有产品标准的阻燃性指标的基本要求,尤其是挤塑聚苯乙烯(XPS)保温板。13 非常迫切地需要高阻燃的保温材料,包括B1级的各类高分子有机保温材料。至少要:非常迫切地需要高阻燃的保温
12、材料,包括B1级的各类高分子有机保温材料。至少要:具有工程实用性;具有工程实用性;满足保温隔热的工程要求;满足保温隔热的工程要求;满足耐久性工程要求;满足耐久性工程要求;满足防火安全要求,不具有火焰传播性。满足防火安全要求,不具有火焰传播性。检验报告与工程实用产品的一致性。检验报告与工程实用产品的一致性。这里需要特别指出的是:这里需要特别指出的是:在GB50016建筑设计防火规范(局部修订征求意见稿)在GB50016建筑设计防火规范(局部修订征求意见稿)和GB50045高层民用建筑设计防火规范(局部修订初稿)中,和GB50045高层民用建筑设计防火规范(局部修订初稿)中,为了避免外保温施工现场
13、的火灾发生,将包括聚苯乙烯泡沫和聚氨酯硬泡在内的保温材料的燃烧性能等级要求提高到GB8624为了避免外保温施工现场的火灾发生,将包括聚苯乙烯泡沫和聚氨酯硬泡在内的保温材料的燃烧性能等级要求提高到GB86242006的D级,我们认为这是不可取的,主要基于以下几点考虑:2006的D级,我们认为这是不可取的,主要基于以下几点考虑:14缺乏试验数据支持:缺乏试验数据支持:现有产品标准中对聚苯乙烯泡沫和聚氨酯硬泡的阻燃性要求是B2级,相当于GB8624现有产品标准中对聚苯乙烯泡沫和聚氨酯硬泡的阻燃性要求是B2级,相当于GB86242006的E级。而D级材料遇到施工现场的明火或电焊火花时,也不能避免火灾事
14、故的发生。没有试验数据表明D级材料可以避免施工现场的火灾事故发生。2006的E级。而D级材料遇到施工现场的明火或电焊火花时,也不能避免火灾事故的发生。没有试验数据表明D级材料可以避免施工现场的火灾事故发生。值得特别指出的是,即使聚苯乙烯泡沫保温板(EPS或XPS)通过检验达到了GB8624值得特别指出的是,即使聚苯乙烯泡沫保温板(EPS或XPS)通过检验达到了GB86242006的B级或C级,也不能保证聚苯乙烯泡沫保温板遇到火源时不燃烧。因为GB86242006的B级或C级,也不能保证聚苯乙烯泡沫保温板遇到火源时不燃烧。因为GB86242006中判定B级或C级所依据的SBI试验方法本身,没有充
15、分考虑高分子发泡材料的火焰传播性能,FIGRA判定指标只考虑了产品在试验条件下的热释放性能,与实际火灾中聚苯乙烯泡沫的燃烧条件不符。因此,材料的燃烧性能等级与工程实际中的防火安全是两个不同的概念,不能等同看待。2006中判定B级或C级所依据的SBI试验方法本身,没有充分考虑高分子发泡材料的火焰传播性能,FIGRA判定指标只考虑了产品在试验条件下的热释放性能,与实际火灾中聚苯乙烯泡沫的燃烧条件不符。因此,材料的燃烧性能等级与工程实际中的防火安全是两个不同的概念,不能等同看待。费用太高:费用太高:原有产品标准规定的B2级(E级)检验依据GB8626试验方法进行试验,试验费用不超过1000元,一般为
16、600元;但D级材料的检验还要依据GB20284试验方法进行SBI试验,试验费用要增加8000元。而我们在工程实际中,为了保证工程质量,需要进行大量的见证检验,企业的检验成本太高,将不堪重负,这不符合中国的国情。原有产品标准规定的B2级(E级)检验依据GB8626试验方法进行试验,试验费用不超过1000元,一般为600元;但D级材料的检验还要依据GB20284试验方法进行SBI试验,试验费用要增加8000元。而我们在工程实际中,为了保证工程质量,需要进行大量的见证检验,企业的检验成本太高,将不堪重负,这不符合中国的国情。15因此,在目前的技术条件下,不宜过高地要求聚苯乙烯泡沫塑料和聚氨酯硬质泡
17、沫的阻燃性指标,只能强调其燃烧性能达到现有相关标准的技术要求,强化管理,采取与外保温系统的构造相对应的合理的技术手段,如考虑在可燃保温板材进入施工现场前涂刷防火界面剂等,以期满足施工过程的防火安全性要求。因此,在目前的技术条件下,不宜过高地要求聚苯乙烯泡沫塑料和聚氨酯硬质泡沫的阻燃性指标,只能强调其燃烧性能达到现有相关标准的技术要求,强化管理,采取与外保温系统的构造相对应的合理的技术手段,如考虑在可燃保温板材进入施工现场前涂刷防火界面剂等,以期满足施工过程的防火安全性要求。毫无疑问,研发新型具有高效保温隔热功能的防火保温材料并提高目前广泛采用的聚苯乙烯泡沫和聚氨酯硬泡保温材料的防火性能是我们的
18、奋斗目标,但毫无疑问,研发新型具有高效保温隔热功能的防火保温材料并提高目前广泛采用的聚苯乙烯泡沫和聚氨酯硬泡保温材料的防火性能是我们的奋斗目标,但“远水解不了近渴远水解不了近渴”。因此,摆在我们面前的重要工作是,如何采取有效的防火构造措施提高外保温系统的整体防火安全性等级。很显然,提高外保温系统的整体防火安全性才是我们的最终目的。因此,摆在我们面前的重要工作是,如何采取有效的防火构造措施提高外保温系统的整体防火安全性等级。很显然,提高外保温系统的整体防火安全性才是我们的最终目的。164外保温系统的防火构造分析4外保温系统的防火构造分析4.1 外保温体系的防火性能要求4.1 外保温体系的防火性能
19、要求外保温系统是否具有防火安全性,要考虑以下两个问题:外保温系统是否具有防火安全性,要考虑以下两个问题:点火性 点火性:在有火源或火种的条件下,系统是否能够被点燃或引起燃烧的产生,系统自身的燃烧性能要求。:在有火源或火种的条件下,系统是否能够被点燃或引起燃烧的产生,系统自身的燃烧性能要求。传播性 传播性:当有燃烧或火灾时,系统是否具有传播火焰的能力,系统对外部火源攻击的抵抗能力或抗火性能要求。对外保温系统的防火安全性能要求具体体现在对高分子发泡材料的燃烧性能要求和对系统构造的抗火能力要求两个方面。:当有燃烧或火灾时,系统是否具有传播火焰的能力,系统对外部火源攻击的抵抗能力或抗火性能要求。对外保
20、温系统的防火安全性能要求具体体现在对高分子发泡材料的燃烧性能要求和对系统构造的抗火能力要求两个方面。174.2 影响外保温系统防火安全性能的构造4.2 影响外保温系统防火安全性能的构造外保温系统的防火安全性能是以可燃材料的存在为前提的。影响外保温系统防火安全性能的要素包括系统的构成材料及构造方式。外保温系统的防火安全性能是以可燃材料的存在为前提的。影响外保温系统防火安全性能的要素包括系统的构成材料及构造方式。外保温系统层面构造材料包括:外保温系统层面构造材料包括:保护层的厚度保护层的厚度 粘结或固定方式(有无空腔)粘结或固定方式(有无空腔)防火隔断(分仓)构造防火隔断(分仓)构造系统的构造包括
21、:系统的构造包括:?保护层:保护层:包括防护层和饰面层。防护层以抹面浆料为主,其厚度和质量稳定性,决定系统层面构造的抗火能力。饰面层以饰面涂料和面砖为主。不同的保护层材质和构造,不同的施工质量,其抗火能力是不同的。包括防护层和饰面层。防护层以抹面浆料为主,其厚度和质量稳定性,决定系统层面构造的抗火能力。饰面层以饰面涂料和面砖为主。不同的保护层材质和构造,不同的施工质量,其抗火能力是不同的。?防火隔断:防火隔断:系统的防火隔断构造或分仓构造的存在,能够有效地阻止火焰的蔓延。防火隔断包括建筑层的防火隔离带、门窗洞口的隔火构造、系统自身的分仓构造等。系统的防火隔断构造或分仓构造的存在,能够有效地阻止
22、火焰的蔓延。防火隔断包括建筑层的防火隔离带、门窗洞口的隔火构造、系统自身的分仓构造等。?空腔构造:空腔构造:空腔构造的存在可能为系统中保温材料的燃烧及火焰的蔓延提供充足的氧。外保温系统中贯通的空腔构造和封闭的空腔构造对系统的防火安全性能的影响程度是不同的。特别指出的是,在火灾条件下,由于系统中热塑性保温材料受火后的收缩、熔化甚至燃烧,可能导致空腔的形成或封闭空腔的贯通,对系统的阻火性产生不利的影响。空腔构造的存在可能为系统中保温材料的燃烧及火焰的蔓延提供充足的氧。外保温系统中贯通的空腔构造和封闭的空腔构造对系统的防火安全性能的影响程度是不同的。特别指出的是,在火灾条件下,由于系统中热塑性保温材
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