建筑能耗在人類(lèi)的整個(gè)能源消耗中一般要占到30%—40%，因此建筑節(jié)能意義重大，是我國(guó)節(jié)能工作的重要組成部分。而做好屋頂和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫與隔熱，減少通過(guò)屋頂和圍護(hù)結(jié)構(gòu)造成的能源損失則是其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
與其他墻體保溫形式相比，外墻外保溫系統(tǒng)具有諸多明顯的節(jié)能優(yōu)勢(shì)。因此，在我國(guó)的建筑節(jié)能中必然要采用外墻外保溫措施。然而，近年來(lái)國(guó)內(nèi)接連發(fā)生了多起與建筑外墻保溫材料有關(guān)的火災(zāi)事故，其中包括*新址北配樓火災(zāi)、上海膠州教師公寓火災(zāi)、沈陽(yáng)皇朝萬(wàn)鑫酒店火災(zāi)等重特大火災(zāi)事故。事實(shí)表明，外墻外保溫系統(tǒng)存在一定的引發(fā)建筑火災(zāi)的危險(xiǎn)，必須給予充分的重視。
對(duì)于建筑節(jié)能與防火安全，應(yīng)統(tǒng)籌考慮、系統(tǒng)研究、合理兼顧，一定要確保建筑節(jié)能事業(yè)安全地發(fā)展下去。
墻體外保溫材料的技術(shù)現(xiàn)狀
我國(guó)實(shí)行建筑節(jié)能初期，主要采用無(wú)機(jī)保溫漿料。隨著節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，出于保溫隔熱的功能性需要，外墻外保溫系統(tǒng)的保溫材料經(jīng)歷了從無(wú)機(jī)到有機(jī)的跨越。同時(shí)，外墻外保溫形式也逐漸得到了廣泛的社會(huì)應(yīng)用。
外墻外保溫應(yīng)用的保溫材料包括以下三類(lèi)：
1. 無(wú)機(jī)類(lèi)保溫材料，如膨脹玻化微珠保溫漿料、巖棉、玻璃棉等。
2.有機(jī)—無(wú)機(jī)復(fù)合保溫材料，如膠粉聚苯顆粒保溫漿料等。
3.有機(jī)高分子保溫材料，如EPS（模塑聚苯板）、XPS（擠塑聚苯板）、硬泡聚氨酯、酚醛泡沫等。
由于無(wú)機(jī)保溫材料存在著板材強(qiáng)度低、吸水性強(qiáng)、面層容易開(kāi)裂，尤其是吸水后導(dǎo)熱系數(shù)增大等缺點(diǎn)，故其應(yīng)用范圍受到限制。目前，我國(guó)的保溫材料仍以有機(jī)高分子保溫材料為主，總體用量在80%以上。其中，聚苯板薄抹灰體系又占有較大的應(yīng)用比例。
有機(jī)保溫材料本身具有一定的可燃性，因此采用了有機(jī)保溫材料的外墻外保溫系統(tǒng)客觀上存在著一定的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。這種火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)具體表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：
1.點(diǎn)火性，即在有火源或火種的條件下，系統(tǒng)是否能夠被點(diǎn)燃或引起燃燒的產(chǎn)生，這是對(duì)系統(tǒng)自身的燃燒性能要求。
2.傳播性，即當(dāng)引起燃燒或發(fā)生火災(zāi)時(shí)，系統(tǒng)是否具有傳播火焰的能力，這是對(duì)系統(tǒng)抵抗外部火源攻擊的能力或抗火性能要求。
對(duì)外墻外保溫系統(tǒng)的防火安全性能要求，具體體現(xiàn)在對(duì)高分子發(fā)泡材料的燃燒性能要求和對(duì)系統(tǒng)構(gòu)造的抗火能力要求兩個(gè)方面。
與其他的保溫材料相比，有機(jī)泡沫塑料的導(dǎo)熱系數(shù)明顯要低得多，因而具有*的保溫隔熱效果。雖然它們的燃燒性能不能令人滿(mǎn)意，但目前如果大幅度地提高其阻燃性指標(biāo)，從技術(shù)角度看尚不具備條件；從生產(chǎn)成本的角度看也不符合中國(guó)的國(guó)情。因此，就中國(guó)的節(jié)能需求和保溫材料應(yīng)用技術(shù)現(xiàn)狀來(lái)看，聚苯乙烯和硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料仍將是當(dāng)前及今后一段時(shí)期內(nèi)外墻外保溫材料領(lǐng)域的主流產(chǎn)品，短時(shí)間內(nèi)無(wú)法被取代。我們現(xiàn)在迫切要做的就是在外墻外保溫材料現(xiàn)有燃燒性能的基礎(chǔ)上，采取有效的措施減少建筑外墻外保溫火災(zāi)的發(fā)生，使建筑節(jié)能與防火安全的問(wèn)題得到的解決。
與此同時(shí)，要抓緊進(jìn)行新產(chǎn)品、新系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，進(jìn)一步提高外墻外保溫系統(tǒng)的防火安全水平。目前，國(guó)內(nèi)已進(jìn)行了幾種新型的改性有機(jī)外墻外保溫材料的研究開(kāi)發(fā)工作，取得了一些進(jìn)展。如對(duì)EPS保溫板進(jìn)行改性，降低其受熱后熔融、滴落的問(wèn)題，現(xiàn)已開(kāi)發(fā)出較為成熟的產(chǎn)品；又如采用無(wú)機(jī)膨脹顆粒保溫材料對(duì)硬泡聚氨酯進(jìn)行阻燃改性，以提高外墻外保溫材料的燃燒性能。zui近兩年來(lái)，我國(guó)也進(jìn)行了巖棉抹灰類(lèi)外墻外保溫系統(tǒng)的研究應(yīng)用工作。這些新產(chǎn)品的工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用將大大改善外墻外保溫的防火問(wèn)題，提高外墻外保溫系統(tǒng)的防火安全性能。
國(guó)外外墻外保溫材料的應(yīng)用及規(guī)范防火要求
EPS薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)在歐美已應(yīng)用了幾十年，技術(shù)上十分成熟，至今仍占據(jù)著主要的地位。2009年，德國(guó)市場(chǎng)EPS的份額占82%，巖棉系統(tǒng)占15%，其余系統(tǒng)占3%—4%;2009年，英國(guó)市場(chǎng)EPS系統(tǒng)占60%、巖棉系統(tǒng)占25%，其他系統(tǒng)占15%。美國(guó)的EPS*目前沒(méi)有確切的數(shù)據(jù)，但據(jù)介紹有42層高層建筑應(yīng)用EPS系統(tǒng)做外墻外保溫的工程實(shí)例。
由此可見(jiàn)，我國(guó)外墻保溫材料的應(yīng)用趨勢(shì)與國(guó)外大致相同，即有機(jī)保溫材料都得到了廣泛的使用，EPS薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)擁有zui廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ)。通過(guò)調(diào)研得知，國(guó)外安全應(yīng)用外墻外保溫的成功之處在于，針對(duì)外墻外保溫材料和外墻外保溫系統(tǒng)的防火性能提出了適當(dāng)?shù)募夹g(shù)指標(biāo)和評(píng)價(jià)體系，并且針對(duì)不同的外墻外保溫系統(tǒng)進(jìn)行了相應(yīng)的防火構(gòu)造措施的應(yīng)用研究工作。
在歐美外墻外保溫技術(shù)應(yīng)用先進(jìn)的國(guó)家，都要求對(duì)外墻外保溫系統(tǒng)的保溫材料和系統(tǒng)進(jìn)行綜合的防火性能評(píng)價(jià)；對(duì)包括構(gòu)造措施在內(nèi)的整個(gè)外墻外保溫系統(tǒng)，采用大尺寸模型火試驗(yàn)評(píng)價(jià)其在實(shí)際使用狀態(tài)下阻止火焰蔓延的能力，即驗(yàn)證系統(tǒng)整體構(gòu)造的防火性能。例如，歐盟的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)要求外墻外保溫系統(tǒng)的燃燒性能等級(jí)應(yīng)為A1、A2、B或C級(jí)；對(duì)于由聚苯乙烯或聚氨酯制成的外墻外保溫系統(tǒng)，應(yīng)該單獨(dú)證明其保溫材料至少滿(mǎn)足E級(jí)（B2級(jí)）的要求；由于防火構(gòu)造在燃燒性能試驗(yàn)中不能被測(cè)試，應(yīng)根據(jù)各個(gè)國(guó)家的規(guī)定確定是否需要進(jìn)行大尺寸試驗(yàn)。英國(guó)根據(jù)建筑的高度、類(lèi)別以及間距的不同，對(duì)外墻材料的燃燒性能分別提出了不同的要求，建筑外墻材料的燃燒性能等級(jí)應(yīng)滿(mǎn)足規(guī)范要求。此外，也可以選擇進(jìn)行BS 8414（防火阻燃測(cè)試）的大尺寸試驗(yàn)，按照BRE多層建筑外墻外保溫防火性能報(bào)告（BR 135）進(jìn)行性能判定，通過(guò)該項(xiàng)試驗(yàn)以后，系統(tǒng)在建筑上的使用沒(méi)有高度限制。德國(guó)規(guī)定建筑材料至少是可燃性的，易燃材料不得使用；建筑組件通常情況下必須是不燃或難燃的；薄抹灰體系從整體上被視為一種建筑材料或者一種建筑類(lèi)型；在系統(tǒng)認(rèn)證中，對(duì)用于7—22米和22米以上建筑的保溫系統(tǒng)需進(jìn)行大尺寸試驗(yàn)，通過(guò)認(rèn)證的系統(tǒng)才能在建筑中使用。美國(guó)同樣對(duì)外墻外保溫材料的燃燒性能和保溫系統(tǒng)的防火性能進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，明確規(guī)定通過(guò)大尺寸試驗(yàn)后的系統(tǒng)可以應(yīng)用于任何高度的建筑。
正是因?yàn)橛辛诉@些嚴(yán)格、適用的規(guī)定，使外墻外保溫的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、施工、使用者做到心中有數(shù)、有規(guī)可循，并且嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范的要求，因此才大大降低了外墻外保溫火災(zāi)發(fā)生的危險(xiǎn)及其造成的損失。
我國(guó)外墻外保溫防火的技術(shù)研究和要求
我國(guó)對(duì)外墻外保溫防火的研究工作開(kāi)展得較晚，目前建筑防火規(guī)范中尚無(wú)針對(duì)建筑節(jié)能保溫的專(zhuān)項(xiàng)防火設(shè)計(jì)要求。在外墻外保溫系統(tǒng)的產(chǎn)品或工程標(biāo)準(zhǔn)中，雖然對(duì)防火問(wèn)題有所關(guān)注，但限于缺乏基礎(chǔ)研究的支持，也僅能從保溫材料的燃燒性能上進(jìn)行了要求，或僅提出了很原則、籠統(tǒng)的要求，而沒(méi)有詳細(xì)、具體的說(shuō)明。這些標(biāo)準(zhǔn)包括《膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)》（JG 149—2003）、《膠粉聚苯顆粒外墻外保溫系統(tǒng)》（JG 158—2004）、《外墻外保溫工程技術(shù)規(guī)程》（JGJ 144—2005）等。
中國(guó)建筑科學(xué)研究院建筑防火研究所自2004年開(kāi)始關(guān)注外墻外保溫的防火問(wèn)題，并著手進(jìn)行外墻外保溫的防火研究工作。特別是自2006年以來(lái)，與外墻外保溫行業(yè)的科研、設(shè)計(jì)、施工、管理和系統(tǒng)生產(chǎn)企業(yè)一起，聯(lián)手進(jìn)行外墻外保溫系統(tǒng)防火安全的研究工作。通過(guò)大尺寸模型火試驗(yàn)來(lái)研究和評(píng)價(jià)外墻外保溫系統(tǒng)的防火性能，先后興建了6個(gè)火災(zāi)模擬試驗(yàn)基地，累計(jì)進(jìn)行了數(shù)十次大尺寸模型火試驗(yàn)和兩次實(shí)體建筑火災(zāi)試驗(yàn)。針對(duì)外墻外保溫系統(tǒng)存在的防火問(wèn)題，從國(guó)內(nèi)外外墻外保溫應(yīng)用技術(shù)基本情況的調(diào)研入手，在試驗(yàn)研究、調(diào)查分析、工程實(shí)踐等方面進(jìn)行了廣泛、深入和持續(xù)的研究。
經(jīng)過(guò)近8年的研究，中國(guó)建筑科學(xué)研究院建筑防火研究所項(xiàng)目組從施工管理、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、技術(shù)措施和工程應(yīng)用等方面，提出了外墻外保溫防火的系統(tǒng)解決方案，形成行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)導(dǎo)則、研究報(bào)告、、文章等多樣化的研究成果，其研究成果在多方面取得了突破和創(chuàng)新。
通過(guò)研究國(guó)內(nèi)外墻外保溫火災(zāi)事故發(fā)生的原因及時(shí)段，參與編制完成了*部外墻外保溫施工防火地方標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)對(duì)國(guó)外防火規(guī)范、防火試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)及外墻外保溫應(yīng)用技術(shù)的調(diào)研，確立了采用英國(guó)BS 8414窗口火試驗(yàn)方法進(jìn)行外墻外保溫系統(tǒng)防火性能試驗(yàn)和評(píng)價(jià)方法的技術(shù)路線(xiàn)，并編制完成了*部外墻外保溫系統(tǒng)窗口火試驗(yàn)及評(píng)價(jià)方法標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，在國(guó)內(nèi)進(jìn)行了帶防火構(gòu)造的外墻外保溫系統(tǒng)窗口火試驗(yàn)，在國(guó)內(nèi)進(jìn)行了外墻外保溫系統(tǒng)（帶隔離帶）的實(shí)體建筑模擬火災(zāi)試驗(yàn)。在防火試驗(yàn)實(shí)踐和對(duì)國(guó)外防火技術(shù)研究總結(jié)的基礎(chǔ)上，該研究所提出了擋火梁、防火隔離帶、保護(hù)面層、空腔隔離等構(gòu)造措施的作用機(jī)理；提出了外墻外保溫材料燃燒性能等級(jí)與外墻外保溫系統(tǒng)防火構(gòu)造相結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)提高外墻外保溫系統(tǒng)防火安全性能水平的外墻外保溫系統(tǒng)整體防火的技術(shù)理念。該項(xiàng)研究了我國(guó)外墻外保溫防火技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)了我國(guó)外墻外保溫防火技術(shù)的進(jìn)步，為我國(guó)對(duì)于防火問(wèn)題的決策和制定外墻外保溫防火政策、標(biāo)準(zhǔn)提供了重要參考。
此外，*部四川消防研究所也利用該研究所現(xiàn)有的實(shí)體建筑，研究了外墻外保溫系統(tǒng)的防火性能；*部天津消防研究所自2009年也開(kāi)始進(jìn)行外墻外保溫系統(tǒng)的大尺寸窗口火試驗(yàn)。經(jīng)過(guò)多年的積極探索和對(duì)*進(jìn)技術(shù)的借鑒，目前我國(guó)外墻外保溫技術(shù)已取得了豐富的研究成果。
2009年9月25日，*部與*聯(lián)合下發(fā)了《民用建筑外保溫系統(tǒng)及外墻裝飾防火暫行規(guī)定》（公通字〔2009〕46號(hào)），在我國(guó)提出了在外墻外保溫系統(tǒng)中設(shè)置防火隔離帶的要求。
2011年12月30日，*發(fā)布《關(guān)于加強(qiáng)和改進(jìn)消防工作的意見(jiàn)》（國(guó)發(fā)〔2011〕46號(hào)），提出“新建、改建、擴(kuò)建工程的外墻外保溫材料一律不得使用易燃材料，嚴(yán)格限制使用可燃材料等明確要求，并責(zé)成*會(huì)同有關(guān)部門(mén)抓緊修訂相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，加快研發(fā)和推廣具有良好防火性能的新型建筑保溫材料，采取嚴(yán)格的管理措施和有效的技術(shù)措施，提高建筑外墻外保溫材料系統(tǒng)的防火性能，減少火災(zāi)隱患"。
2012年11月1日，*發(fā)布了第1517號(hào)公告，批準(zhǔn)《建筑外墻外保溫防火隔離帶技術(shù)規(guī)程》為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，編號(hào)為JGJ289—2012，自2013年3月1日起實(shí)施。
2012年12月31日，*、*批準(zhǔn)GB/T 29416—2012《建筑外墻外保溫系統(tǒng)的防火性能試驗(yàn)方法》為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，于2013年10月1日起實(shí)行，為評(píng)價(jià)外墻外保溫系統(tǒng)的防火性能提供了統(tǒng)一的試驗(yàn)方法。
2015年即將執(zhí)行的《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中明確了建筑外墻外保溫系統(tǒng)的防火要求，較全面地規(guī)定了外墻外保溫防火的具體技術(shù)內(nèi)容。
外墻外保溫系統(tǒng)的防火安全關(guān)系到人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全，目前眾多企事業(yè)單位、業(yè)內(nèi)專(zhuān)家和政府*門(mén)積極參與、共同研討，積累了豐富的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，取得了一些階段性的研究成果。以這些成果為基礎(chǔ)，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布實(shí)施和相關(guān)應(yīng)用研究工作的開(kāi)展，將對(duì)我國(guó)外墻外保溫防火技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生重大的指導(dǎo)意義和推動(dòng)作用，并將使我國(guó)外墻外保溫系統(tǒng)的防火安全性能得到保證和提高，建筑節(jié)能與消防安全得到合理兼顧。
墻體保溫技術(shù)的發(fā)展與技術(shù)建議
解決外墻外保溫的防火問(wèn)題，可以從提高保溫材料的燃燒性能等級(jí)和增加外墻外保溫系統(tǒng)的防火構(gòu)造措施兩方面入手。通行的做法是，如果外墻外保溫材料的防火性能好的話(huà)，則對(duì)保護(hù)層和構(gòu)造措施的要求可以相對(duì)低一些；如果外墻外保溫材料的防火性能差的話(huà)，則要采用好的構(gòu)造措施，對(duì)保護(hù)層的要求相對(duì)也高一些，總體上兩者應(yīng)該是平衡的?；谶@一思想，目前解決我國(guó)外墻外保溫防火安全的主要途徑應(yīng)是采取構(gòu)造防火的形式，這是適應(yīng)我國(guó)國(guó)情和外墻外保溫應(yīng)用現(xiàn)狀的一種有效的技術(shù)手段。
在國(guó)內(nèi)現(xiàn)有外墻外保溫工程火災(zāi)中，大部分發(fā)生在施工過(guò)程中。主要原因在于施工過(guò)程中有機(jī)保溫板裸放，施工現(xiàn)場(chǎng)的防火安全管理措施不到位等因素。為此，要區(qū)分不同的情況，根據(jù)不同系統(tǒng)外墻外保溫材料的情況和構(gòu)造做法，相應(yīng)采取科學(xué)、適度、有效的防火構(gòu)造措施，整體提高外墻外保溫系統(tǒng)的防火性能，這是目前解決外墻外保溫系統(tǒng)防火問(wèn)題的主要手段。對(duì)建筑外保溫系統(tǒng)防火的具體建議如下：
1.區(qū)分施工過(guò)程中的火災(zāi)與使用過(guò)程中的火災(zāi)。我國(guó)外墻外保溫火災(zāi)的調(diào)查結(jié)果表明，大部分火災(zāi)是發(fā)生在施工階段的，因此應(yīng)加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)的管理，而不是單一的要求提高有機(jī)保溫材料的燃燒性能等級(jí)。
2.幕墻保溫體系的火災(zāi)與抹灰類(lèi)保溫體系的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)不同。*新址北配樓火災(zāi)和沈陽(yáng)皇朝萬(wàn)鑫酒店火災(zāi)都是幕墻結(jié)構(gòu)火災(zāi)，與我們通常意義上的外墻外保溫火災(zāi)不同。幕墻保溫的防火應(yīng)有更嚴(yán)格的規(guī)定，并且是今后研究的重點(diǎn)。采用不燃材料是一種解決措施，但還應(yīng)結(jié)合空腔分隔措施，才能保證整體防火安全。
3.解決我國(guó)外墻外保溫系統(tǒng)的防火問(wèn)題，從根本上講要提高和改進(jìn)保溫材料的耐燃性能。在目前可燃類(lèi)保溫材料無(wú)法退出市場(chǎng)的情況下，必須保證材料的燃燒性能不低于B2級(jí)，這是外墻外保溫系統(tǒng)防火的基礎(chǔ)。
4.增加防火構(gòu)造可有效地提高外墻外保溫系統(tǒng)的防火性能，這是目前解決外墻外保溫系統(tǒng)防火問(wèn)題的主要措施。材料防火與構(gòu)造防火相結(jié)合，才能保證外墻保溫在建筑節(jié)能與消防安全間尋得平衡，使兩者協(xié)調(diào)發(fā)展，保證國(guó)家節(jié)能減排目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)。
5.對(duì)不同類(lèi)型和高度的建筑所采用的外墻外保溫材料和構(gòu)造系統(tǒng)應(yīng)有不同的要求。
6.當(dāng)采用的外墻外保溫材料燃燒性能指標(biāo)較低時(shí)，可通過(guò)強(qiáng)化構(gòu)造防火的方式彌補(bǔ)。例如，加強(qiáng)隔離帶、加設(shè)防火玻璃窗等，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)整體安全的目標(biāo)。
7.如何區(qū)別對(duì)待不同防火等級(jí)的外墻外保溫系統(tǒng)是我們面對(duì)的一個(gè)新問(wèn)題。因此，必須盡快建立一套完整的外墻外保溫構(gòu)造及配套材料的防火性能測(cè)試方法與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
外墻外保溫技術(shù)發(fā)展的目標(biāo)應(yīng)是在滿(mǎn)足節(jié)能減排要求的同時(shí)，集保溫、防火、裝飾等多功能于一體，并且與建筑同壽命，zui大限度地實(shí)現(xiàn)“四節(jié)一環(huán)保"的新型建筑發(fā)展理念。
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