随着上海、沈阳大火及之前央视大火的接连发生,建筑外墙外保温系统的安全性被推到风口浪尖,众口纷纭、莫衷一是。本文结合相关资料和相关实验结果,对此进行一些探讨。 1 大部分火灾都发生在施工过程中 到目前为止,从统计上看,大部分的外墙保温工程火灾事故依然是在施工过程中发生的,施工完以后再着火的较少。最关键还是在施工过程,就目前而言,我国现存的高效保温材料主要还是可燃的有机保温材料,这些保温材料堆放时一定要保护好,另外就是保温板上墙以后、抹面之前,一定要严格控制,按照规范操作。 北京地标《外墙外保温工程施工防火安全技术规程》中强制规定:1)保温材料的阻燃性能必须合格。2)外保温工程施工现场应为禁火区域,并应远离火源,严禁吸烟;当附近有明火作业时,必须严格执行动火审批制度,并采取相应的安全措施。3)保温材料在工地堆放时,必须由不燃材料围挡或覆盖。这些都是强制性条文,必须执行。 2 外墙保温不应该也不可能退出市场 作者认为外墙保温不应该退出市场,想知道加气混凝土砌块技术 。而且也不可能退出市场。有几个方面,第一,国外先进国家做了这么多年建筑节能保温,至今仍然在继续做,这说明外墙节能保温系统从总体上讲是应该得到肯定的;第二,我国对外承诺了全国节能减排指标,分摊给建筑一定的指标,这是国策,所以外墙保温是不可能也不应该就此被放弃的。不能因噎废食! 2月22日,在北京市建筑节能大会上,北京市委还明确提出北京市“十二.五”建筑节能的目标是“达到同纬度地区的国际先进水平”。 所以说,作为建筑节能主力的外墙保温是不应该也不可能退出市场的。 3 各种外保温系统的防火及综合性能比较 外墙保温体系分为单一保温与复合保温两大类,复合保温的又分为内保温、外保温及夹心保温三类。 单一保温体系,重选机械。又称为自保温体系,以加气混凝土填充系统为代表,防火性能优良。但加气块导热系数较大、吸水率很高、施工难度较大,使本系统的应用局限性较大。 内保温是将高效保温材料放在结构材料的里侧,防火性能尚可。但因存在大量的热桥,使其保温性能大打折扣。 夹心保温,也分为两种,一种为高效保温板里、外侧是不燃的混凝土或砌块;另一种是结构材料内、外侧均使用高效保温材料。应该说,前一种防火性能良好,而后一种的防火性能是各种保温系统中最差的。但这两种的施工难度都较大。江苏蒸压加气混凝土砌块 。 上述几种保温系统可以局部使用,不宜大面积推广。 外墙外保温系统是将高效保温材料放置在结构材料外侧的一种保温系统,防火性能稍差,但节能保温及综合效果最好,是外墙保温系统中最有前途、可以大面积使用的一种。 外墙外保温系统主要分为三类,一是用得最广泛的粘结保温板薄/厚抹灰砂浆的,涂料饰面或者瓷砖饰面;二是大模内置的;三是保温装饰一体化,就是保温板面层已经做好了装饰,现场只需要安装到墙上去即可。 对于大模内置外保温系统,一般在其保温材料上墙后半年甚至一年以上才能做保护层,因此,防火性能最为堪忧。虽然在保温板外侧预喷涂水泥基聚合物界面剂有助于减小其风险。 对于保温装饰一体化系统,由于保温板与保温板之间,一般使用可燃的密封胶,更主要的是保温板与保温板之间没有抗裂及防火性能优良的玻璃纤维网格布,使本系统的防火性能、耐老化性能都比较差。 在上述三种外墙外保温系统中,相对而言,目前用得最广泛的、最典型的粘结保温板薄/厚抹灰砂浆系统的防火性能最好。一方面,可燃的保温板上墙1天后即可涂抹不燃的水泥基聚合物砂浆,另一方面,在可燃的保温板外面,利用不燃的水泥基聚合物砂浆和不燃的玻璃纤维网格布将整个外墙包成一个整体,加气混凝土砌块 容重 。当遇到火灾时,系统自身即具有较好的阻止火焰蔓延的能力。 作者以为,未来的发展方向仍应坚持以粘结保温板薄/厚抹灰系统为主。 4 各种无机保温材料的比较 目前保温材料可分两大类,一类是无机的、一般不可燃,一类是有机的、一般是可燃的且其烟气均有不同程度的毒性。当然还有少量有机无机复合的。 无机保温材料主要有岩棉、泡沫水泥、泡沫玻璃、泡沫陶瓷、玻璃棉、膨胀珍珠岩及膨胀蛭石等。 岩棉类材料目前市场上面大概分三类,铁矿石干式磁选机。一类是外企的,或是层状的板材或是三维岩棉条,质量较好,但这种岩棉目前在国内的产量很低,不能满足市场需求;第二类是国内大企业为代表的,平行于外墙的层状棉,拉伸强度大概30多kN,这类岩棉大量做薄抹灰外保温系统是不合适的,但用其做隔离带是可以的;第三类是一些小企业生产的岩棉,这类岩棉的拉伸强度不足10kN,严格意义上讲是不能用于外墙保温系统工程的。 泡沫水泥、泡沫玻璃、泡沫陶瓷这一类材料目前还在不断发展,将来也许能用于某些体量较小的工程或用作隔离带。 膨胀珍珠岩及膨胀蛭石本身吸水量比较大,直接用在建筑保温上是不合适的。改性的表面玻璃化的膨胀珍珠岩叫玻化微珠,用它制作的复合保温材料,相比于膨胀珍珠岩或膨胀蛭石复合材料要好一些,但是也存在一些问题,比如说需要手工操作、吸水量仍较大、导热系数比较大,保温性能相对来说不如高效保温材料,将它作为隔离带或内保温材料尚可,但不适合于大面积外墙外保温工程。 所以,加气混凝土砌块粉刷 。目前国家应该花大力气发展可用于外墙外保温的岩棉生产技术。 5 胶粉聚苯颗粒的综合性能不佳 符合标准要求的胶粉聚苯颗粒保温材料中,因含有大量的聚苯颗粒,其燃烧等级一般仅为B1级,然而这种材料本身却具有导热系数较大、吸水率较大、质量不稳定、大面积大厚度施工较难等诸多缺点,因此作者认为,该材料不宜在全国范围内大面积推广使用。 将胶粉聚苯颗粒直接用作隔离带是不太合适的。当其作为主要保温材料进行大面积施工时,若是高层建筑,还是应该用不燃材料加做隔离带。 6 各种有机保温材料的比较 目前全球外保温市场上使用比例最大的依然是高效有机保温材料。 6.1 关于聚氨脂----上海火灾释放剧毒气体的不仅仅只是聚氨酯 对于上海大火事件,作者认为,致人死亡的因素不仅仅是氰化氢,氰化氢与一氧化碳的复合作用致人死亡的机率更大。表1为文献[1]中列出的几种燃烧气的毒性。表2 为作者根据文献[1]对外保温系统中使用的聚氨脂的燃烧气体进行的简单计算。 表1 燃烧气的毒性
从表2的计算结果来看,CO的危害性相对更大;整体考虑,应是氰化氢与一氧化碳的复合作用更易致人死亡。 另外,也可看出,就外保温系统的危害性而言,由此引起的室内有害气体的百分含量与窗口进气率(与窗墙面积比、尤其是风向等)有很大关系。 不单是保温材料聚氨酯在燃烧时释放剧毒气体氰化氢,包括防护网和竹胶合板在内的辅助材料在不充分燃烧时也会释放出有毒气体氰化氢[1]。 对此,作者建议,施工组织方在施工管理过程中一定要严格要求;除限制使用聚氨酯外,防护网可改成玻璃纤维网或热镀锌钢丝网;竹胶合板和木胶合板等材料尽量少用,或与钢材复合使用,以减少排放有毒气体的可能性。 此外,室内的家俱等也是元凶之一。从视屏上看到,外墙熄火以后,很多室内依然在熊熊燃烧,甚至爆燃、倾泻而出。因是节能改造,室内家俱较多,其总热值应比外保温材料的高得多。一般木制家俱(桌、椅、柜子、床等)和衣、被、书籍等均不是不燃材料,不但可燃、热值高,而且,只要其化学组成中含有氮元素,则燃烧时就有可能放出剧毒气体氰化氢[1];另外,家俱等的燃烧一般是不完全燃烧,会放出大量一氧化碳;氰化氢与一氧化碳的复合更易致人死亡。 国外的防火实验结果表明,即使外墙上没有保温材料,如果某一室内燃起大火,从其窗口窜出的高温火焰也可能会引燃其楼上的室内家俱等,从而可能逐层向上蔓延。 所以窗框及窗户边上的相关材料的燃烧性能也要关注。窗户边上应尽量少放家俱等。 6.2 酚酫一般不是不燃材料 酚酫泡沫的保温性能还是可以的,阻燃性能也比EPS好,但酚酫一般不是不燃材料。 表3为我们在室内利用高温炉直接对酚酫板进行的燃烧实验结果。 由表3可见,酚酫泡沫材料在600℃时的残留值仅为8.5%,远低于标准规定,而且其燃烧所发出的气体恶心之极。 表3 PF板的燃烧质量损失
图1为我们进行的某一次大型窗口火实验(规格为3740*2740*8400mm)的结果,其隔离带为酚酫(先用无机砂浆和玻纤网将其预包裹一圈),可见其燃烧残留物也较少。 酚酫树脂是由苯酚和甲醛合成的[2],其原材料的构成导致酚酫在不完全燃烧时会放出大量二氧化碳、一氧化碳、苯、苯酚和甲醛等有害气体;又因为一般酚酫树脂泡沫材料的表观密度是EPS的二倍多,其单位体积的热值和烟气量都会比EPS的大得多、其可燃烧时间又长得多,所以,作者以为,酫醛材料的风险也是不小的。 酚酫材料还有另外一些缺点:吸水率大、容易掉粉且拉伸强度比较低(即使用无纺布覆面了,也不易打磨,施工性不好);其价格也很贵。所以作者认为,一般酚酫材料直接用作隔离带是不太合适的,直接做大面积墙体保温也是比较勉强的。 图1 大型窗口火实验结果(1) 6.3 EPS的综合性能目前最优 有机保温材料常用的主要有模塑聚苯乙烯泡沫板EPS、挤塑聚苯乙烯泡沫板XPS、聚氨酯硬泡和酚酫泡沫,这四种类型保温材料各有优缺点,整体而言,EPS的综合性能是最好的,也是目前全球建筑保温市场上用量最大的一种高效保温材料。 拿XPS和EPS进行性能比较,XPS的优点为:1)保温性能较好,2)强度高,3)隔潮性能好。但是XPS的缺点更多一些:1)变形大,2)可粘性不好,3)施工性不好,4)阻燃性能一般不好。XPS的缺点较多导致其综合性能不如EPS。 虽然目前英、德等国对EPS板在外墙上的应用高度规定比我国更严格,但目前我国在其它材料性能更差时,还是应该以其为主。 图2为我们进行的带岩棉隔离带的EPS薄抹灰外保温系统的防火实验结果。其中EPS板与隔离带的厚度均为200mm厚,而左图为刚燃烧完时的情况、右图为拆除表面保护层后的情况。可见,即使EPS板的厚度达到200mm厚(B2级),良好施工的带隔离带的EPS薄抹灰外保温系统的防火性能依然较好。 当前,对于EPS板外保温系统而言,需要做好下列几项工作: (1)要做好施工现场的管理。 (2)要做好隔离带。 (3)可根据需要在EPS板出厂前喷涂水泥基聚合物界面砂浆。 (4)按标准精心施工。从大型窗口火实验结果来看,这一点非常重要,尤其是门窗洞口、女儿墙部位及网布之间的搭接等。 (5)提高EPS板的自身防火性能等级(比如提高到B1级)。 图2 大型窗口火实验结果(2) 7 结语 1)对于建筑外墙外保温系统,施工过程中的防火最为重要。 2)上海火灾释放剧毒气体的不仅仅只是聚氨酯,致人死亡的气体也不仅是氰化氢,氰化氢与一氧化碳的复合作用致人死亡的机率更大。 3)外墙保温不应该也不可能退出市场,目前国家应该花大力气发展可用于外墙外保温的岩棉生产技术。 4)酚酫一般不是不燃材料。 5)EPS外保温系统的综合性能目前依然最优,但仍需发展与完善。 [参考文献] [1] 朱吕民 刘益军,等编著.聚氨脂泡沫塑料[M].(第三版).北京:化学工业出版社,2005 [2] 唐路林 李乃宁 吴培熙,编著.高性能酚醛树脂及其应用技术[M].北京:化学工业出版社,2008 (责任编辑:admin) |