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外墻外保溫工程消防問題的思考
外墻外保溫工程消防問題的思考田軍縣 嵊州市科達新型建材有限公司外墻外保溫系統作為建筑節能工程的主要形式已在全國大面積推廣,鑒于節 能指標的實現,外墻外保溫系統無疑是個最可靠的方案.同在考慮系統吸水率, 保溫層厚度(質量安定性及外墻承重)等因素結合考慮,越來越多的采用有機泡 沫板體(或材料)作為外墻外保溫工程主要選用材料.而有機材料的引入,畢竟 對建筑物的消防安全性問題提出了質疑.但由于我國建筑節能工作尚處起步階 段,對建筑保溫工程的消防安全性問題未作規范.在此,根據我多年從節能建材 的研發和實際工程施工安裝的經驗.談點看法,供大家參考.一,常用建筑保溫材料的消防性能分析按建筑消防等級三級要求,耐火時間一般要求 45min,也就是說在發生火災 的前提下,建筑物及結構材料在此時間范圍內不產生蔓延.因此,相關建筑材料 均須達到一定的阻燃或不燃要求,外保溫材料和系統也不例外. 固體材料可分為不燃材料,難燃材料,阻燃材料和易燃材料(甚至燃爆材 料) .一般的無機材料呈不燃性,一般有機材料呈易燃性,有機無機復合材料呈 難燃性,而有機材料通過特定的化學處理(如添加阻燃劑) ,則具有阻燃性.因 此建筑上用的有機材料或植物纖維制品,均應預先進行阻燃處理,并達到相應要 求.一般來說氧指數達到 26 以上方能采用. 常用建筑保溫材料品種很多,性能各異,但從材質結構形式來分析,可分 為以下幾類: 1.無機保溫砂漿類:如閉孔珍珠巖保溫砂漿,?；⒅楸厣皾{,空心陶 粒保溫砂漿等. 2.無機保溫板(砌體)類:如巖棉保溫板,玻璃棉保溫板,泡沫玻璃,發 泡水泥,微孔硅酸鈣,憎水珍珠巖等. 3.有機無機復合保溫材料類:如膠粉聚苯乙烯顆粒保溫砂漿等. 4.聚苯乙烯泡沫板材類:如 EPS 板,XPS 板及石棉水泥聚苯乙烯泡沫夾心 板,氯氧鎂水泥聚苯乙烯泡沫夾心板,GRC 板,半水石膏聚苯乙烯復合板等. 5.酚醛泡沫板類:如紙面復合酚醛泡沫板,鋁泊覆合酚醛泡沫板.6.聚氨酯硬泡類:如現噴硬泡聚氨酯,模澆硬泡聚氨酯,預制硬泡聚氨酯 板(裸板,復合板) ,石棉水泥板聚氨酯夾心板,氟碳鋁板聚氨酯節能幕墻板, 彩鋼聚氨酯夾芯扣板等. 1,2,3 和 5 類為不燃難燃材料,原則上不存在消防安全問題.4 和 6 類理 論上為易燃或可燃材料.在材料生產時應作阻燃處理,一般來說 EPS,XPS 氧指 數可做到 30～32,PUR 可做到 26～28 阻燃劑,一般選用高氯類或富磷類.比如 TCEP,TCPT,HBCD,MCA,TDCP,DMMP,溴二苯乙烷,硼酸鋅等,日常檢查以達 到離火自熄為合格.二,常用有機泡沫保溫材料的燃燒機理模塑板 EPS 和擠塑板 XPS 均稱聚苯乙烯塑料泡沫,由于其質輕,閉氣,防 水性好,絕熱性能好,故被保溫行業廣泛使用.其化學特性呈熱塑性樹脂,其發 泡原理也是加熱溶脹發泡,但正因為是熱塑性材料,在高溫狀態下,逆向熔化成 液體.因此,聚苯乙烯泡沫的燃燒機理是:火焰→收縮,熔化→燃燒.阻燃劑的 加入使聚苯板在小型火焰狀態時,只產生收縮熔化而不產生燃燒.但在火災時, 由于聚苯板長時間在高溫狀態下,不但產生快速熔化,阻燃劑也會快速揮發.因 為一般阻燃劑的沸點≤300℃,而火災時環境溫度可高達 1000℃左右,失去了阻 燃劑的熔化液料就會變成易燃材料,同時由于氧氣的不斷補充,聚苯板就會產生 蔓延或者說轟燃現象. 聚氨酯泡沫可分硬泡和軟泡.軟泡一般用在家具中,也就是日常稱的"海 綿" ,而建筑節能工程中使用的均為硬泡聚氨酯.硬泡和軟泡主要不同點在泡孔 結構上,硬泡呈閉孔結構,隔熱效果好;軟泡呈開孔結構,隔熱效果差,但緩沖 和回彈效果好;所以沙發,床墊均采用軟泡聚氨酯,而冰箱,冷庫均采用硬泡聚 氨酯.聚氨酯泡沫屬熱固性材料,是通過雙組份液料反應交聯固化發泡而成,呈 網狀結構,所以其耐高溫性能,結構穩定性和結構強度等物化綜合性能比普通塑 料泡沫要優異得多.硬泡聚氨酯的燃燒機理是:遇火→燃燒→碳化,而不產生收 縮和熔化,直接生成碳化層.而碳化層的產生,一方面阻礙熱量的傳遞,更重要 的一點是阻礙氧氣的進入,而硬泡聚氨酯又是閉孔結構,內部呈現封閉狀態,不 與外界空氣連通. 在缺氧的狀態下, 泡沫層就不會繼續燃燒. 同時阻燃劑的加入, 則更進一步是阻礙了火勢的蔓延.因此硬泡聚氨酯具有較好的阻燃性能,保溫系統完成后,防火性能則更加優異.三,幾種外墻外保溫工程外保溫系統消防安全性能分析1.膠粉聚苯乙烯顆粒保溫砂漿系統 這類保溫系統起步早,應用面廣.保溫材料中由于含有相當的無機粘接材 料——水泥,所以防火安全性能較好,但由于其導熱系數大,保溫性能差,粘接 強度低且易開裂,已被部分省市所淘汰. 2. 無機保溫砂漿外保溫系統 這類保溫系統近幾年有少量應用工程,由于采用了全無機骨料作為保溫載 體.系統消防性極好,不存在消防隱患,且粘接強度較高,這也是被相關業主選 用的主要因素,但這類材料導熱系數較大,保溫厚度較厚,外墻承重量大且吸水 率大易產生開裂,滲水等隱患,應慎重選用. 3. 聚苯板薄抹灰外保溫系統 這是近幾來推廣最快的外保溫系統,由于其質量輕,絕緣效果好,成本適 宜,故被大量工程采用,但是這類系統的消防問題值得重視.如前面所說的,這 類材料屬于熱塑性材料,其燃燒機理(過程)是:遇火→收縮→熔化成液膠→燃 燒→助燃→蔓延.所以這類板材即使是氧指數大到 32,也僅僅解決了施工過程 中的消防安全性問題,而系統在遇火災時,由于火焰溫度高達 1000℃,阻燃劑 瞬間揮發,且由于遇火收縮液化,氧氣急劇沖入,使本該阻燃的材料且變成了助 燃材料,以致迅速蔓延產生轟燃.因此我認為高層建筑,大型建筑,群居建筑慎 用該類系統,以確保建筑物及人身安全. 4.現噴聚氨酯,模澆聚氨酯及板貼聚氨酯外保溫系統 這些類系統由于選用了硬泡聚氨酯保溫材料, 在消防問題上比聚苯板系統 更加安全了. 由于其是熱固性材料, 在遇火時不產生收縮, 同時形成一層碳化層, 隔絕了熱量的傳遞和氧份的滲透,從而阻止火焰繼續擴張,不產生蔓延燃燒現象 的出現,而且這類系統導熱系數最低,保溫層厚度最小,耐高溫性能,系統穩定 性最好,應該被節能建筑廣泛采用并值得推廣. 5.石質,金屬非透明幕墻復合苯板保溫系統 干掛石質, 金屬非透明幕墻由于其裝飾豪華, 品位較高, 廣泛在高層建筑, 高檔建筑,大型建筑中采用,其保溫(隔熱)功能則要靠嵌貼式保溫板來補充.現市場上習慣用 EPS 或 XPS 板解決 (采用填充式貼于墻體基面上) 這類系統的 , 消防安全問題更糟,比聚苯板薄抹灰系統更差,由于幕墻與保溫板間存在一定的 空氣層,火災時還將產生煙道(遂道)效果,會加速火災時轟燃現象的產生.按 幕墻規范要求每隔三層設置一道巖棉防火隔離帶. 火災來臨時并不能真正達到隔 離效果,所以在采用該系統時:⑴ 隔離帶的寬度一定要保證;⑵ 聚苯板的氧指 數一定要符合要求,以盡量減少前期燃燒的可能;⑶ 保溫層表面必須增做一道 抹面砂漿層,以避免電火花引起火災事故. 6.石質,金屬非透明幕墻復合聚氨酯硬泡系統 這類系統可選用兩種方法 ;⑴ 現噴硬泡聚氨酯;⑵ 嵌入硬泡聚氨酯板 材.這類系統由于采用了硬泡聚氨酯,相對來說可以杜絕消防安全隱患,但是也 必須做好兩方面工作:⑴ 必須加好阻燃劑,以減少施工時發生火災的可能性; ⑵ 不管是現噴還是板貼,最好再在其表面覆蓋一道無機砂漿層(一般以 2-3 ㎜ 為宜) ,這一方面避免泡沫的熱氣老化,延長保溫層的時效性,另一方面更好地 阻斷火苗表面垂直蔓延,減少損害面積.四,總結1.外墻外保溫系統的消防安全性問題必須引起高度重視,可根據建筑物的 消防要求特性合理選用保溫系統. 2.所有有機保溫材料必須達到阻燃要求,確定氧指數(阻燃性能)要求迫 在眉睫,建議盡快制訂(修改)相關標準要求. 3.建筑節能工程消防問題,分為施工過程中以及系統成型后使用過程中的 消防,而系統的使用消防性能要求是建筑消防的目的所在,高于施工過程中的消 防要求. 因此, 不僅要考慮保溫材料氧指數問題, 更要重視保溫材料的燃燒機理. 4.不能僅從造價上來選用系統方案,更要從質量安全和消防安全兩個原則 指標上來精選.
