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, 因此要發(fā)展阻燃型的保溫材料已迫在眉睫, 以順應(yīng)我國目前的安全發(fā)展、和諧發(fā)展。本文介紹了我國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 中圖分類號：G267 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號： 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。但是無論有機(jī)或無機(jī)保溫材料, 皆無法完全避免燃燒。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)到延長建筑物的使用壽命的目的。同時(shí)要加大科研力度, 開發(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、我國保溫材料防火性能的要求 我國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，且不應(yīng)低于B2

3、級。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；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。當(dāng)采用B2 級保溫材料時(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。當(dāng)采用B2 級保溫材料時(shí)，每兩層應(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。其中，當(dāng)采用B2 級保溫材料時(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；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 級或B1 級。其中，當(dāng)采用B1 級保溫材料時(shí)，每兩層應(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。其中，當(dāng)采用B2 級保溫材料時(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 日中華人民共和國公安部發(fā)布了“公消201165號”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)，就會產(chǎn)生熔融變形滴落，形成很大的火勢，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)，板材受熱會產(chǎn)生的熱熔、變形以及網(wǎng)格布過熱會折斷，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、英國、德國等禁止使用在高層建筑上，而在我國廣泛應(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?？欤谌紵龝r(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、遷移等問題，遇火時(shí)不會產(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被燒穿，有效了防止火災(zāi)發(fā)生和火勢蔓延，同時(shí)在燃燒時(shí)無滴落物、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的建筑外墻優(yōu)秀保溫材料，已在國外廣泛投入使用。 巖棉板具有很好的防火性能，在國外的應(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)度會大幅下降，保溫性能相對較差，很難達(dá)到外墻外保溫要求。 從上面分析來看，交聯(lián)固化的聚氨酯泡沫和酚醛泡沫的防火性較好，將會逐漸占領(lǐng)市場，而防火性好的巖棉板隨著其生產(chǎn)技術(shù)的改進(jìn)，也會占一定的市場份額。 三、保溫材料在施工中的防火措施 據(jù)報(bào)道，國內(nèi)能夠生產(chǎn)防火性達(dá)到B 級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)無窗洞時(shí)，可在墻轉(zhuǎn)角處設(shè)置縱向的陽角防火隔離帶，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ν獗叵到y(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)置在門窗洞口的四周、或水平設(shè)置在門窗洞口上邊緣。當(dāng)水平設(shè)置在門窗洞口上邊緣時(shí)，應(yīng)伸出門窗洞口豎向邊緣一定的長度。 防火分倉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，防火分倉可防止火焰的直接傳播，相當(dāng)于在每塊可燃類保溫材料四周設(shè)置一條防火隔離帶。防火分倉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，且周圍10 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 總之，正確認(rèn)識保溫材料的防火性能，了解相應(yīng)的測試方法，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，我國對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設(shè)置防