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外墙外保温工程消防问题的思考
外墙外保温工程消防问题的思考田军县 嵊州市科达新型建材有限公司外墙外保温系统作为建筑节能工程的主要形式已在全国大面积推广,鉴于节 能指标的实现,外墙外保温系统无疑是个最可靠的方案.同在考虑系统吸水率, 保温层厚度(质量安定性及外墙承重)等因素结合考虑,越来越多的采用有机泡 沫板体(或材料)作为外墙外保温工程主要选用材料.而有机材料的引入,毕竟 对建筑物的消防安全性问题提出了质疑.但由于我国建筑节能工作尚处起步阶 段,对建筑保温工程的消防安全性问题未作规范.在此,根据我多年从节能建材 的研发和实际工程施工安装的经验.谈点看法,供大家参考.一,常用建筑保温材料的消防性能分析按建筑消防等级三级要求,耐火时间一般要求 45min,也就是说在发生火灾 的前提下,建筑物及结构材料在此时间范围内不产生蔓延.因此,相关建筑材料 均须达到一定的阻燃或不燃要求,外保温材料和系统也不例外. 固体材料可分为不燃材料,难燃材料,阻燃材料和易燃材料(甚至燃爆材 料) .一般的无机材料呈不燃性,一般有机材料呈易燃性,有机无机复合材料呈 难燃性,而有机材料通过特定的化学处理(如添加阻燃剂) ,则具有阻燃性.因 此建筑上用的有机材料或植物纤维制品,均应预先进行阻燃处理,并达到相应要 求.一般来说氧指数达到 26 以上方能采用. 常用建筑保温材料品种很多,性能各异,但从材质结构形式来分析,可分 为以下几类: 1.无机保温砂浆类:如闭孔珍珠岩保温砂浆,玻化微珠保温砂浆,空心陶 粒保温砂浆等. 2.无机保温板(砌体)类:如岩棉保温板,玻璃棉保温板,泡沫玻璃,发 泡水泥,微孔硅酸钙,憎水珍珠岩等. 3.有机无机复合保温材料类:如胶粉聚苯乙烯颗粒保温砂浆等. 4.聚苯乙烯泡沫板材类:如 EPS 板,XPS 板及石棉水泥聚苯乙烯泡沫夹心 板,氯氧镁水泥聚苯乙烯泡沫夹心板,GRC 板,半水石膏聚苯乙烯复合板等. 5.酚醛泡沫板类:如纸面复合酚醛泡沫板,铝泊覆合酚醛泡沫板.6.聚氨酯硬泡类:如现喷硬泡聚氨酯,模浇硬泡聚氨酯,预制硬泡聚氨酯 板(裸板,复合板) ,石棉水泥板聚氨酯夹心板,氟碳铝板聚氨酯节能幕墙板, 彩钢聚氨酯夹芯扣板等. 1,2,3 和 5 类为不燃难燃材料,原则上不存在消防安全问题.4 和 6 类理 论上为易燃或可燃材料.在材料生产时应作阻燃处理,一般来说 EPS,XPS 氧指 数可做到 30～32,PUR 可做到 26～28 阻燃剂,一般选用高氯类或富磷类.比如 TCEP,TCPT,HBCD,MCA,TDCP,DMMP,溴二苯乙烷,硼酸锌等,日常检查以达 到离火自熄为合格.二,常用有机泡沫保温材料的燃烧机理模塑板 EPS 和挤塑板 XPS 均称聚苯乙烯塑料泡沫,由于其质轻,闭气,防 水性好,绝热性能好,故被保温行业广泛使用.其化学特性呈热塑性树脂,其发 泡原理也是加热溶胀发泡,但正因为是热塑性材料,在高温状态下,逆向熔化成 液体.因此,聚苯乙烯泡沫的燃烧机理是:火焰→收缩,熔化→燃烧.阻燃剂的 加入使聚苯板在小型火焰状态时,只产生收缩熔化而不产生燃烧.但在火灾时, 由于聚苯板长时间在高温状态下,不但产生快速熔化,阻燃剂也会快速挥发.因 为一般阻燃剂的沸点≤300℃,而火灾时环境温度可高达 1000℃左右,失去了阻 燃剂的熔化液料就会变成易燃材料,同时由于氧气的不断补充,聚苯板就会产生 蔓延或者说轰燃现象. 聚氨酯泡沫可分硬泡和软泡.软泡一般用在家具中,也就是日常称的"海 绵" ,而建筑节能工程中使用的均为硬泡聚氨酯.硬泡和软泡主要不同点在泡孔 结构上,硬泡呈闭孔结构,隔热效果好;软泡呈开孔结构,隔热效果差,但缓冲 和回弹效果好;所以沙发,床垫均采用软泡聚氨酯,而冰箱,冷库均采用硬泡聚 氨酯.聚氨酯泡沫属热固性材料,是通过双组份液料反应交联固化发泡而成,呈 网状结构,所以其耐高温性能,结构稳定性和结构强度等物化综合性能比普通塑 料泡沫要优异得多.硬泡聚氨酯的燃烧机理是:遇火→燃烧→碳化,而不产生收 缩和熔化,直接生成碳化层.而碳化层的产生,一方面阻碍热量的传递,更重要 的一点是阻碍氧气的进入,而硬泡聚氨酯又是闭孔结构,内部呈现封闭状态,不 与外界空气连通. 在缺氧的状态下, 泡沫层就不会继续燃烧. 同时阻燃剂的加入, 则更进一步是阻碍了火势的蔓延.因此硬泡聚氨酯具有较好的阻燃性能,保温系统完成后,防火性能则更加优异.三,几种外墙外保温工程外保温系统消防安全性能分析1.胶粉聚苯乙烯颗粒保温砂浆系统 这类保温系统起步早,应用面广.保温材料中由于含有相当的无机粘接材 料——水泥,所以防火安全性能较好,但由于其导热系数大,保温性能差,粘接 强度低且易开裂,已被部分省市所淘汰. 2. 无机保温砂浆外保温系统 这类保温系统近几年有少量应用工程,由于采用了全无机骨料作为保温载 体.系统消防性极好,不存在消防隐患,且粘接强度较高,这也是被相关业主选 用的主要因素,但这类材料导热系数较大,保温厚度较厚,外墙承重量大且吸水 率大易产生开裂,渗水等隐患,应慎重选用. 3. 聚苯板薄抹灰外保温系统 这是近几来推广最快的外保温系统,由于其质量轻,绝缘效果好,成本适 宜,故被大量工程采用,但是这类系统的消防问题值得重视.如前面所说的,这 类材料属于热塑性材料,其燃烧机理(过程)是:遇火→收缩→熔化成液胶→燃 烧→助燃→蔓延.所以这类板材即使是氧指数大到 32,也仅仅解决了施工过程 中的消防安全性问题,而系统在遇火灾时,由于火焰温度高达 1000℃,阻燃剂 瞬间挥发,且由于遇火收缩液化,氧气急剧冲入,使本该阻燃的材料且变成了助 燃材料,以致迅速蔓延产生轰燃.因此我认为高层建筑,大型建筑,群居建筑慎 用该类系统,以确保建筑物及人身安全. 4.现喷聚氨酯,模浇聚氨酯及板贴聚氨酯外保温系统 这些类系统由于选用了硬泡聚氨酯保温材料, 在消防问题上比聚苯板系统 更加安全了. 由于其是热固性材料, 在遇火时不产生收缩, 同时形成一层碳化层, 隔绝了热量的传递和氧份的渗透,从而阻止火焰继续扩张,不产生蔓延燃烧现象 的出现,而且这类系统导热系数最低,保温层厚度最小,耐高温性能,系统稳定 性最好,应该被节能建筑广泛采用并值得推广. 5.石质,金属非透明幕墙复合苯板保温系统 干挂石质, 金属非透明幕墙由于其装饰豪华, 品位较高, 广泛在高层建筑, 高档建筑,大型建筑中采用,其保温(隔热)功能则要靠嵌贴式保温板来补充.现市场上习惯用 EPS 或 XPS 板解决 (采用填充式贴于墙体基面上) 这类系统的 , 消防安全问题更糟,比聚苯板薄抹灰系统更差,由于幕墙与保温板间存在一定的 空气层,火灾时还将产生烟道(遂道)效果,会加速火灾时轰燃现象的产生.按 幕墙规范要求每隔三层设置一道岩棉防火隔离带. 火灾来临时并不能真正达到隔 离效果,所以在采用该系统时:⑴ 隔离带的宽度一定要保证;⑵ 聚苯板的氧指 数一定要符合要求,以尽量减少前期燃烧的可能;⑶ 保温层表面必须增做一道 抹面砂浆层,以避免电火花引起火灾事故. 6.石质,金属非透明幕墙复合聚氨酯硬泡系统 这类系统可选用两种方法 ;⑴ 现喷硬泡聚氨酯;⑵ 嵌入硬泡聚氨酯板 材.这类系统由于采用了硬泡聚氨酯,相对来说可以杜绝消防安全隐患,但是也 必须做好两方面工作:⑴ 必须加好阻燃剂,以减少施工时发生火灾的可能性; ⑵ 不管是现喷还是板贴,最好再在其表面覆盖一道无机砂浆层(一般以 2-3 ㎜ 为宜) ,这一方面避免泡沫的热气老化,延长保温层的时效性,另一方面更好地 阻断火苗表面垂直蔓延,减少损害面积.四,总结1.外墙外保温系统的消防安全性问题必须引起高度重视,可根据建筑物的 消防要求特性合理选用保温系统. 2.所有有机保温材料必须达到阻燃要求,确定氧指数(阻燃性能)要求迫 在眉睫,建议尽快制订(修改)相关标准要求. 3.建筑节能工程消防问题,分为施工过程中以及系统成型后使用过程中的 消防,而系统的使用消防性能要求是建筑消防的目的所在,高于施工过程中的消 防要求. 因此, 不仅要考虑保温材料氧指数问题, 更要重视保温材料的燃烧机理. 4.不能仅从造价上来选用系统方案,更要从质量安全和消防安全两个原则 指标上来精选.
