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国内外外墙外保温系统防火技术现状

发布者:中国挤塑板网 发布日期:2012-10-24 15:03:16 关注:

         国内对外墙外保温系统防火技术的研究和重视程度,已经由发展初期的缺失到目前全行业的普遍关注,但多数技术标准和产品的说明书中提及的内容都是关于 保温材料的燃烧性能指标要求,如氧指数和通过可燃性试验确定B2级等,对保温系统的防火性能都未作具体的要求。虽然正在修编的《高层民用建筑设计防火规 范》和《建筑设计防火规范》中试图加入外墙外保温系统防火的原则性要求,但目前实施的标准中也没有外墙外保温系统的防火设计要求,缺少对不同外墙外保温系 统防火性能的等级划分和适用建筑高度的规定。

 

  纵观市场上推广应用的一些外墙外保温系统,普遍存在如下火灾隐患:一是有机保温板薄抹 灰系统在某些国家因防火性能要求对其使用范围有严格的限制,但国内没有标准对此作出规定。在一些高层甚至超过170米的超高层建筑物上依然采用这类无防火 构造的系统,存在的火灾风险应引起有关部门的高度重视。二是国内高层建筑应用有机保温板薄抹灰网格布粘贴面砖的工程很多,这种工艺做法的危险性在于粘贴面 砖后,保护层厚度增大,一旦火灾发生,前期面砖系统的防火性能优于涂料饰面系统,如果火势持续,不仅有机保温板燃烧产生的有毒气体和火焰给逃生者带来巨大 危险,同时有机保温板受热产生的热熔缩变形以及网格布过热熔断将导致面砖坠落,为逃生人员和救助人员带来潜在的危险。三是目前的公共建筑,粘贴或填塞有机 保温材料且没有防火隔离措施的做法普遍存在。通常这类外墙外保温做法中有机保温材料在幕墙内侧裸露,有机保温板与幕墙之间存在的大空腔和保温板与墙体之间 存在的小空腔,都很容易形成烟囱效应加快火势蔓延速度,使火灾造成的后果更加严重。

  相比之下,欧美等外墙外保温系统技术应用较早的 国家,对于外墙外保温系统防火安全性的要求一直是该技术应用的首选条件。外墙外保温系统和保温材料都有防火测试方法和分级评价标准,不同防火等级的外墙外 保温系统在建筑中的使用范围都有限定。国外相关专家认为:外墙外保温系统最重要的是系统的质量和安全,因此考虑建筑保温的防火安全性很有必要,尤其是在大 城市的高层建筑中。在世界范围内,对不同防火等级保温系统的建筑应用范围进行规定,因各国政府的政策和法规差异有所不同。如德国将保温防火问题分为三个层 面:一是在法律法规中明确规定超过22米的建筑严禁使用可燃保温材料,聚苯板外墙外保温系统只能用于不超过22米的建筑上,高于22米的建筑大部分使用岩 棉外墙外保温系统。二是在欧洲标准ETAG 004《有抹面层的外保温复合系统欧洲技术标准认证》中规定,对外墙外保温系统和保温材料应按照EN 13501-1《建筑产品或组件的燃烧性能分级》第1部分—使用火反应试验数据分级进行燃烧性能等级A1-E的评定,并规定要标明火焰在保温材料中传播的 可能性。为了阻止火焰的传播,一些国家提出采用“防火屏障(防火隔断)”的做法,对外墙外保温系统的防火要求要依据法律、法规和适用于建筑物最终使用的管 理条例而定。德国将防火等级分为A-B3级(GB 8624-1997非等效采用),标准要求聚苯板材料和保温系统的防火等级应达到B1级,按照EN 13501-1标准,聚苯板材料和保温系统要达到B/C级要求。三是聚苯板外墙外保温系统中的聚苯板厚度大于10mm时,要在满足第一个层面的条件下再进 行防火构造,达到建筑防火安全规定。构造做法是在每一个窗楣和门楣上口加入不燃高强矿棉防火隔离带,厚度同聚苯板一致,向上宽度≥200mm;长度方向应 比窗口两侧延伸≥300mm,用满粘的方式铺帖,主要防止室内发生火灾时火焰从窗口窜出导致外墙外保温系统发生火灾。

  在英国,规定 18米以上的建筑物必须采用按英国标准0级或欧洲标准B级以上的材料,即必须采用不燃或难燃性材料;在美国纽约州的建筑指令(《BUILDING CODE OF NEW YORK》)中明确规定,耐火极限低于2小时的聚苯板薄抹灰外墙外保温系统不允许用在高于75英尺(22.86米)的住宅建筑上。

  事实上,目前全球建筑墙体保温市场,由岩棉等不燃材料组成的外墙外保温系统,已广泛应用于各种类型的建筑上,成为全球应用范围最广的外墙外墙保温系统之一。

  应该说,解决建筑物的外墙外保温系统防火问题迫在眉睫。我国在此方面还有很长的路要走。

  外墙外保温系统的防火安全是事关民生安全的重要且紧急课题

  从国外对因保温材料引起的火灾或加剧火灾蔓延的案例进行的研究和国内已经发生的火灾事故可以看出,当前国内的外墙外保温系统普遍存在防火安全隐患已是不 争的事实。在我国大力推广建筑节能的大背景下,所有建筑都须达到相应的节能标准,但目前采用的保温材料中,约有80%是有机的可燃材料,外墙外保温系统是 以防火性能较差的薄抹灰有机保温系统材料为主。从现有的外墙外保温系统防火技术现状和发生的火灾频率来看,如何进行外墙外保温系统的防火安全性试验,提高 各类建筑外墙外保温系统的防火安全性,是目前的一个重大课题。

  实际国情决定外墙外保温系统防火性能应高于国外

  我国城市住宅不同于以低层、多层建筑为主的欧美国家,中高层、高层甚至超高层建筑偏多,尤其是经济比较发达的东部地区,城市人口和建筑群密集,楼间距小。

  高层建筑发生火灾具有如下特点:一是火势蔓延快。高层建筑的楼梯间、电梯井、管道井、风道等竖向井道多,外饰面内空腔构造多,形成高耸的烟囱效应,一旦 起火,燃烧猛烈,蔓延迅速。二是疏散困难。高层建筑容纳的人数多,垂直距离大,加上火灾环境下人们的恐慌心理和火灾烟气的毒害作用,安全疏散较难解决。层 数越高,人员越多,逃生时间也越长。三是扑救难度大。高层建筑高达数十米甚至上百米,发生火灾时从室外进行扑救相当困难。通常在18层以上发生的火灾主要 靠建筑内部的消防设施和自救。

  在这样的国情下,如何保证建筑火灾不因保温材料引发,如何保证火灾发生时保温材料不助长火焰的蔓延和扩展,如何避免火灾发生时的烟气和热释放不会成为人们逃生的障碍,如何避免在火灾发生时保温材料燃烧时不对消防救援带来危害,都值得重点研究。

  为解决上述问题,根据我国城市建筑的特点,理应对外墙外保温系统的防火要求更加严格。无论是国内自主创新研发的系统产品,还是从国外引进的系统产品,都一定要适合我国建筑的特点和国情,满足防火安全要求。

  外墙外保温火灾案例分析

  今年以来,国内因保温材料发生的几起火灾事故,已让人们清楚地意识到了推广应用外墙外保温系统材料必须重视系统材料的防火性能研究。这些火灾的发生,大 部分是在施工阶段立体交叉作业,遇到明火或电焊渣引燃保温材料引起的火灾,少部分是建筑物投入使用后由外因引起。火焰通过相邻建筑物火灾造成的热辐射或靠 近外墙的易燃物燃烧或建筑物内部发生火灾,火焰从窗口溢出并向上蔓延,都能使可燃保温材料被引燃,进一步助长火势的蔓延,增加火灾造成的损失。另外烟气散 发到室外,对建筑物内人员逃生和消防人员施救工作也带来很大的危害。无论起火原因如何,建筑保温有机材料成了火势蔓延的帮凶。

  从外 墙外保温系统中有机保温材料发生火灾或加速火势蔓延的案例频繁发生来看,火灾的发生大体分为3个时段:保温材料进入施工现场码放时段;保温材料施工上墙时 段;外墙外保温系统投入使用时段。仔细分析3个时段发生火灾的特点,可以更好地指导外墙外保温系统的防火工作,有利于政府、企业、用户高度重视外墙外保温 系统的防火安全性问题。

  触目惊心的火灾案例给我们足够的警示。因此,建筑尤其是高层建筑的外墙外保温系统的防火安全性问题必须提上日程,通过有针对性提出预防或解决措施,来减少因外墙外保温系统和材料引起的建筑火灾和火势蔓延,给人们的逃生和救援赢得宝贵时间。

  防火安全性问题的起因

  外墙外保温系统是建筑外墙外侧具有保温隔热功能并具有一定装饰效果的系统。系统的核心功能材料是保温材料,占系统体积的80%以上,配套材料是不燃材料如砂浆、瓷砖等。另外还包含有少量可燃成分的材料如涂塑玻璃纤维网格布、腻子和涂料等。

  用于建筑外墙的保温材料主要有三类:第一类是以矿物棉和玻璃棉为主的无机保温材料,通常认定为不燃性材料;第二类是以胶粉聚苯颗粒保温浆料为主的有机无 机复合保温材料,通常认定为难燃性材料;第三类是以聚苯板(热塑性)、聚氨酯(热固性)和酚醛为主的有机保温材料,通常认定为可燃性材料。

  当外墙外保温系统的保温材料采用不燃性材料或不传播火焰的难燃性材料时,外墙外保温系统几乎不存在防火安全性问题。在我国目前的技术条件下,聚苯乙烯泡 沫和硬泡聚氨酯等可燃性材料在建筑外墙外保温系统中的使用最为广泛,这是产生外墙外保温系统防火安全性问题的起因。随着节能标准的逐步提高,采用可燃性有 机保温材料的厚度不断增加,建筑外墙火灾和火灾蔓延的问题更加突出。

  火灾的危害因素

  通过对有机保温材料燃烧过程进行分析,有机保温材料在空气或有氧环境中都会燃烧,会直接造成人员伤亡和财产损失。易燃性正是有机保温材料的主要缺陷,因 此认识火灾中有机保温材料燃烧的危害因素对进行有效火灾防护极为重要。有机保温材料对人和物形成的直接危害可以归结为以下几个方面。


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