淺析建筑物保溫材料的防火性能

1、淺析建筑物保溫材料的防火性能    摘要：我國(guó)提倡節(jié)能減排、低碳經(jīng)濟(jì)的同時(shí), 特別要注意保溫材料的防火性能, 在不同地方的建筑物因?yàn)槭褂昧艘兹嫉木郾桨遄霰夭牧? 引發(fā)大火的現(xiàn)象屢屢可見(jiàn), 因此要發(fā)展阻燃型的保溫材料已迫在眉睫, 以順應(yīng)我國(guó)目前的安全發(fā)展、和諧發(fā)展。本文介紹了我國(guó)保溫材料防火性能的要求和常用保溫材料的防火性能，探討了保溫材料在施工中的防火措施。 關(guān)鍵詞：建筑物；保溫材料；防火；要求；性能；措施 中圖分類(lèi)號(hào)：G267 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： 建筑物著火, 除了人為因素外, 易燃保溫材料是重要的隱患,絕不可小視。所以正確選用防火保溫材料、

2、防患于未然極其重要。巖棉保溫材料不論從材料的防火性能還是結(jié)構(gòu)的節(jié)能方面均能給用戶提供一個(gè)安全、滿意的選擇。但是無(wú)論有機(jī)或無(wú)機(jī)保溫材料, 皆無(wú)法完全避免燃燒。因此在高層建筑的外墻保溫, 一般應(yīng)采用具有優(yōu)異防火、絕熱性能的巖棉板等, 設(shè)立隔火條帶, 將保溫層分隔成若干塊, 以免在發(fā)生火災(zāi)時(shí)蔓延, 從而達(dá)到延長(zhǎng)建筑物的使用壽命的目的。同時(shí)要加大科研力度, 開(kāi)發(fā)利用其他既有利于保溫, 又有利于阻燃而且比較低廉的建筑保溫材料, 以適應(yīng)建筑行業(yè)高速發(fā)展的需要。 一、我國(guó)保溫材料防火性能的要求 我國(guó)民用建筑外保溫系統(tǒng)及外墻裝飾防火暫行規(guī)定中第二條要求：民用建筑外保溫材料的燃燒性能宜為A 級(jí)，且不應(yīng)低于B2

3、級(jí)。住宅建筑應(yīng)符合下列規(guī)定：高度大于等于100m 的建筑，其保溫材料的燃燒性能應(yīng)為A 級(jí)；高度大于等于60m 小于100m 的建筑，其保溫材料的燃燒性能不應(yīng)低于B2 級(jí)。當(dāng)采用B2 級(jí)保溫材料時(shí)，每層應(yīng)設(shè)置水平防火隔離帶；高度大于等于24m 小于60m 的建筑，其保溫材料的燃燒性能不應(yīng)低于B2 級(jí)。當(dāng)采用B2 級(jí)保溫材料時(shí)，每?jī)蓪討?yīng)設(shè)置水平防火隔離帶；高度小于24m 的建筑，其保溫材料的燃燒性能不應(yīng)低于B2 級(jí)。其中，當(dāng)采用B2 級(jí)保溫材料時(shí)，每三層應(yīng)設(shè)置水平防火隔離帶。其他民用建筑應(yīng)符合下列規(guī)定：高度大于等于50m 的建筑，其保溫材料的燃燒性能應(yīng)為A 級(jí)；高度大于等于24m 小于50m 的建

4、筑，其保溫材料的燃燒性能應(yīng)為A 級(jí)或B1 級(jí)。其中，當(dāng)采用B1 級(jí)保溫材料時(shí)，每?jī)蓪討?yīng)設(shè)置水平防火隔離帶；高度小于24m 的建筑，其保溫材料的燃燒性能不應(yīng)低于B2 級(jí)。其中，當(dāng)采用B2 級(jí)保溫材料時(shí)，每層應(yīng)設(shè)置水平防火隔離帶。由于近年來(lái)因外墻保溫材料引起的火災(zāi)頻發(fā)，2011 年3月14 日中華人民共和國(guó)公安部發(fā)布了“公消201165號(hào)”文件關(guān)于進(jìn)一步明確民用建筑外保溫材料消防監(jiān)督管理有關(guān)要求的通知，文中要求：民用建筑外保溫材料采用燃燒性能為A 級(jí)的材料。 二、常用保溫材料的防火性能 外墻所用的保溫材料有EPS( 聚苯乙烯泡沫) 、XPS( 擠塑聚苯乙烯泡沫) 、PU( 聚氨酯泡沫) 、巖( 礦

5、) 棉板、玻璃棉氈以及超輕的聚苯顆粒保溫料漿等。目前國(guó)內(nèi)用量較大的EPS、XPS 和PU。 EPS、XPS 和PU 憑借質(zhì)量輕、保溫和隔熱性好的特點(diǎn)，在外墻保溫體系得到廣泛應(yīng)用。然而，EPS、XPS 用打火機(jī)可能較難點(diǎn)燃，但當(dāng)火源大、溫度高或持續(xù)作用時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生熔融變形滴落，形成很大的火勢(shì)，并產(chǎn)生大量煙霧，釋放出大量的苯、甲苯、甲醛等有毒氣體; 同時(shí)，板材受熱會(huì)產(chǎn)生的熱熔、變形以及網(wǎng)格布過(guò)熱會(huì)折斷，導(dǎo)致表面層破壞，而引燃保溫材料，使火災(zāi)迅速向大范圍蔓延。因此，在美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)等禁止使用在高層建筑上，而在我國(guó)廣泛應(yīng)用在高層甚至在超高層建筑上，造成了大量火災(zāi)的發(fā)生。 PU 導(dǎo)熱性極差，容易造成熱

6、量積聚，一旦著火，燃燒速度也非?？?，在燃燒時(shí)多為不完全燃燒，這種不完全燃燒在火災(zāi)中表現(xiàn)為很濃很黑的煙氣，包括大量的CO、CO2，并釋放出大量的高溫和有毒氣體如氰化氫、氰化苯。為了提高其防火性，通常加入阻燃劑，延緩火苗的蔓延速度。在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多的阻燃劑是鹵素和磷系阻燃劑，但其沸點(diǎn)不足300 ，在燃燒中易揮發(fā)，且會(huì)形成二惡英、鹵化氫等，增加了煙氣的毒性。有效的方法是在聚氨酯分子鏈中引入耐溫基團(tuán)結(jié)構(gòu)，如芳莖聚酯多元醇，利用催化劑使分子鏈生成聚異氰脲酸酯、聚酰亞胺基、巨聚惡唑酮結(jié)構(gòu)等，通過(guò)雙組分液料反應(yīng)交聯(lián)固化發(fā)泡而成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，不存在阻燃劑揮發(fā)、溶出、遷移等問(wèn)題，遇火時(shí)不會(huì)產(chǎn)生收縮反應(yīng)，同時(shí)產(chǎn)生碳化

7、層，有效地隔絕了氧分的滲透和熱量的傳遞，從而阻止了火勢(shì)的蔓延，提高了耐燃性。 酚醛泡沫保溫效果良好，導(dǎo)熱系數(shù)在0 022 0 3 之間，透氣性也很好，且其耐熱性好，大量試驗(yàn)表明，25 mm 厚的酚醛泡沫板可經(jīng)受1 700 的火焰噴射10 min，僅表面略有炭化而不會(huì)被燒穿，有效了防止火災(zāi)發(fā)生和火勢(shì)蔓延，同時(shí)在燃燒時(shí)無(wú)滴落物、發(fā)煙量低，而且?guī)缀醪划a(chǎn)生一氧化碳等有毒氣體。因此，酚醛泡沫板作為目前封閉與控制火勢(shì)的建筑外墻優(yōu)秀保溫材料，已在國(guó)外廣泛投入使用。 巖棉板具有很好的防火性能，在國(guó)外的應(yīng)用已非常成熟，但進(jìn)口巖棉板價(jià)格很高( 1 700 1 800 元/m3 ) ，而國(guó)產(chǎn)巖棉板抗拉強(qiáng)度低，浸泡吸

8、水量很高，在潮濕狀態(tài)下強(qiáng)度會(huì)大幅下降，保溫性能相對(duì)較差，很難達(dá)到外墻外保溫要求。 從上面分析來(lái)看，交聯(lián)固化的聚氨酯泡沫和酚醛泡沫的防火性較好，將會(huì)逐漸占領(lǐng)市場(chǎng)，而防火性好的巖棉板隨著其生產(chǎn)技術(shù)的改進(jìn)，也會(huì)占一定的市場(chǎng)份額。 三、保溫材料在施工中的防火措施 據(jù)報(bào)道，國(guó)內(nèi)能夠生產(chǎn)防火性達(dá)到B 級(jí)的保溫材料廠家很少，而且價(jià)格很高。當(dāng)利用現(xiàn)有的保溫材料，同時(shí)改善外保溫工程的防火性能，阻止火焰蔓延時(shí)，必須設(shè)置防火隔離帶、防火梁和防火分倉(cāng)等防火構(gòu)造。 防火隔離帶指能有效阻止外保溫系統(tǒng)內(nèi)火焰蔓延的帶形防火構(gòu)造。防火隔離帶寬度一般要大于300 mm，通常沿水平方向通長(zhǎng)和交圈設(shè)置。當(dāng)遇到窗洞阻擋時(shí)，設(shè)置在窗口上

9、方200 400 mm 處，且需要在窗四周加擋火梁，增強(qiáng)防火效果。當(dāng)無(wú)窗洞時(shí)，可在墻轉(zhuǎn)角處設(shè)置縱向的陽(yáng)角防火隔離帶，橫向火隔離帶接至縱向防火隔離帶止。為了減少樓層間遭受火災(zāi)時(shí)相互影響，可在樓層之間設(shè)置防火隔離帶。防火隔離帶的材料可采用酚醛或巖棉保溫板。 擋火梁指能阻止或減緩?fù)獠炕鹧鎸?duì)外保溫系統(tǒng)內(nèi)可燃保溫材料攻擊的帶狀防火構(gòu)造。通常環(huán)狀設(shè)置在門(mén)窗洞口的四周、或水平設(shè)置在門(mén)窗洞口上邊緣。當(dāng)水平設(shè)置在門(mén)窗洞口上邊緣時(shí)，應(yīng)伸出門(mén)窗洞口豎向邊緣一定的長(zhǎng)度。 防火分倉(cāng)是指用不燃或難燃保溫材料將連續(xù)可燃保溫層分隔成相勻獨(dú)立的小而體積固定尺寸區(qū)域( 如圖一) ，可以防止非閉合空腔在火災(zāi)發(fā)生后產(chǎn)生煙囪效應(yīng)( 為

10、體系中的保溫材料的燃燒提供一定氧氣，加速火災(zāi)蔓延的現(xiàn)象) 。因此，防火分倉(cāng)可防止火焰的直接傳播，相當(dāng)于在每塊可燃類(lèi)保溫材料四周設(shè)置一條防火隔離帶。防火分倉(cāng)材料可采用保溫漿料，同時(shí)避免了保溫板之間的縫隙出現(xiàn)熱橋。采用防火分倉(cāng)的外墻外保溫體系可不另設(shè)防火隔離帶。 此外，保溫材料堆放時(shí)，應(yīng)用不燃材料覆蓋，且周?chē)?0 m 內(nèi)及上空不能有明火作業(yè)。施工時(shí)應(yīng)分區(qū)段進(jìn)行，各區(qū)要保持一定的距離，并盡早安排覆蓋層( 抹面層或界面層) 的施工。 圖一防火分倉(cāng) 總之，正確認(rèn)識(shí)保溫材料的防火性能，了解相應(yīng)的測(cè)試方法，和在工程中采取一定的措施提高建筑物的防火性，顯得尤為重要。目前，我國(guó)對(duì)建筑保溫材料的防火性主要考慮的是可燃性、不燃性、燃燒時(shí)熱釋放速率、熱釋放量、煙密度和煙毒性，在這些常用材料中酚醛泡沫是一種很有發(fā)展前景的保溫材料，當(dāng)前在工程中可以通過(guò)設(shè)置防