“建筑節能”與“防火安全”如何協調發展—中國近期高層建筑火災啟示

李書俊（北京恒開房地產有限公司，北京100071）

1 序言

高層建筑近年來火災頻發，造成人民生命財產的巨大損失，引起了全社會的廣泛關注。

經濟的不斷發展，吸引著越來越多的人涌入城市，造成城市的生活、工作空間不斷縮小，地價節節攀升。為解決這些矛盾，高層建筑像雨后春筍拔地而起。隨之，高層建筑的節能問題與火災安全問題暴露出來，例如2009 年2 月9 日晚央視新臺址園區文化中心大火、2010 年11 月15日上海膠州路特大火災事故和2011 年2 月3 日沈陽皇朝萬鑫大廈火災。面對這些火災，人們往往把目光放在具有建筑節能功效的外墻保溫材料、鋁塑復合板的可燃性上，忽視了烈火濃煙蔓延的通道—建筑門窗、幕墻。從上述三起火災可見，火災暴露出高層建筑節能與防火安全的矛盾日益突出，二者如何協調發展已成為當前亟待解決的一個問題。

建筑外墻由于具有建筑材料的特性，已構成消防隱患，外墻應具備相應的耐火性能。

沈陽皇朝萬鑫大廈的特大火災事故是繼北京2009 年正月十五央視新臺址園區文化中心大火、上海2010 年11 月15 日膠州路高層公寓特大火災后出現的第三起特大火災事故。其實，因外墻失火殃及建筑主體的火災每年都會發生多起，大多是在施工過程中發生的，及時撲滅未造成重大損失的不勝枚舉。上述三起火災不同于發生在建筑內部的火災。建筑內部的防火技術通過多年的研究，已經得到了理論上的解決及實際驗證，并形成了成熟的建筑防火規范。一般認為：建筑外墻材料是不燃或是難燃材料構成的，建筑外墻不具備著火條件。在前兩起火災發生后，建筑外墻材料并未得到相關部門的足夠重視，只是認為同種火災的發生有其偶然性，是多個著火條件同時具備才發生的火災事故，是小概率的火災事件，沒有火災共性。其實不然。

2 相關法律法規

從技術法律法規層面來看，我國目前的《建筑防火規范》沒有對建筑外墻提出合理的耐火要求，也沒有任何消防產品應用在外墻方面的指導。

我國近年來相繼修訂并出臺了相關的建筑節能規范，對建筑外墻保溫提出了越來越高的要求。按照規范劃分的區域：在嚴寒（以哈爾濱為代表地區）、寒冷（以北京為代表地區）、冬冷夏熱（以上海為代表地區）地區對建筑墻體、幕墻、外窗均有保溫隔熱的要求，因此，燃燒值極高、蔓延速度極快的外墻聚苯保溫板被大面積使用。金屬幕墻內部也填充了大量的該類保溫材料，尤其是在金屬幕墻中廣泛采用的復合鋁塑板，其本身就含有大量的可燃物聚乙烯塑料芯材，板縫之間的泡沫填充棒、填縫硅酮密封膠均為有機可燃物。這使得高層外墻裝飾后，外墻變成了極易燃燒的外圍護表皮。這樣的外圍護表皮一旦被引燃，蔓延速度極快。此外，建筑外窗需要隔熱，現有技術解決節能問題的辦法是采用塑鋼門窗（聚乙烯樹脂）或是斷橋鋁窗（聚酰胺尼龍）。窗框本身或部分是可燃物，普通的建筑鋼化玻璃遇火五分鐘即炸裂。建筑外圍護材料一旦失火，大火往往以被破壞的外窗作為引火通道，向室內蔓延，進一步引燃室內可燃物，蔓延至整個建筑。火災過后，整個建筑就剩下不燃的主體框架結構了。我國近期發生的幾起重大火災都與上述情況有關。

3 設計環節

由此可見，對建筑節能有要求的建筑外墻和外窗，應該根據不同的高度提出不同的耐火要求，尤其是在消防裝備無法控制的高度上，更應對建筑外墻的防火性能提出要求，在建筑設計環節選擇合適的工藝、材料。

建筑外墻外保溫應引入合理的防火設計，并加強行政監管和完善現有法規、規范。

現有技術—外墻保溫材料聚苯板是一種廉價、輕質、隔熱性能優良的材料。很多人認為應該禁止該材料用在建筑外墻保溫上，但是，保溫同防火總是一對技術矛盾體，當把一種材料制成防火材料時，其保溫性能可能會大幅度下降。另外，大量使用這種材料要考慮國情，兼顧經濟性，近期完全杜絕這種材料的使用是有困難的。因此，在現有情況下，如何保障高層建筑的保溫性能又提高建筑的防火安全等級顯得尤為重要。

在高層建筑設計中，幕墻保溫系統、外墻保溫材料應禁止或限制使用一著即燃的擠塑聚苯乙烯保溫板和模塑聚苯乙烯保溫板。同時，建筑幕墻與每層樓板、隔墻處的縫隙，應按照《高層民用建筑設計防火規范》的要求采用防火封堵材料進行封堵。高層建筑除各層窗戶下方保溫材料表面必須設置薄抹灰防護層外，其它區域外墻保溫材料表面也應設置防護層，避免出現室內火災和建筑外墻大面積燃燒的現象。高層建筑設計中更為重要的一點是毗鄰的高層建筑之間應按照《高層民用建筑設計防火規范》的要求設置防火間距，設計時要充分考慮建筑外墻是否采用了高厚度的聚苯乙烯保溫材料，以便設置足夠的防火間距，避免因設計疏忽埋下火災隱患。如果毗鄰的兩座高層建筑之間防火間距不足，建筑外墻又使用易燃的保溫材料，在任何一座建筑的外墻發生大面積燃燒時，會產生大量的飛火，加之建筑內部同時燃燒并通過窗口發射出高強度的輻射熱，在飛火和輻射熱的共同作用下，相鄰的外墻幕墻保溫系統就會立即被引燃，導致火勢迅猛蔓延。另外，過去的一部分建筑在設計、施工時，《民用建筑外保溫系統及外墻裝飾防火暫行規定》（公通字[2009]46 號）、《民用建筑外保溫材料消防監督管理》（公消[2011]65 號）尚未發布，建設行政主管部門沒有針對外墻保溫系統防火方面審核、驗收許可等方面出臺相應規定，也沒有將其納入建設工程監理流程。同時，現行的消防技術標準沒有對建筑外墻保溫構造及材料防火性能作出規定，消防法規也沒有將建筑外墻保溫工程納入消防部門的建設工程消防設計審核、驗收和備案抽查范圍，加之節日期間公民違規燃放煙花爆竹的現象時有發生，最終導致了火災的發生。

4 高層外墻保溫系統

目前，相關人員應認真研究高層建筑外墻外保溫系統滅火、防火及救援技戰術。

一些重大火災多數是在建筑使用過程中發生的，外墻外保溫系統火災具有保溫材料易被引燃、火災蔓延速度快、火災從外墻向室內蔓延、易形成立體火災、易危及臨近建筑物等特點。在現有的技術條件下，此類外墻外保溫系統的保溫材料火災基本上是不可控的，易造成巨大的財產損失及群死群傷事件。而隨著我國建筑節能工作在民用建筑領域的全面鋪開，外墻保溫材料已在我國建筑上大面積使用。在國家節能標準的要求下，人們如果不能嚴格控制易燃可燃保溫材料的使用，將為社會帶來巨大的火災隱患，例如央視新臺址園區文化中心大火、上海“11·15”膠州路高層住宅樓火災、沈陽皇朝萬鑫大廈“2·3”火災，都暴露出外墻外保溫材料的問題。因此，我們要高度重視外墻外保溫系統火災的高危性、提高材料及系統的防火性能，提高全民的防火意識，防患于未然。傳統的高層建筑火災，主要是限于建筑內部防火防煙分區內的局部火災，戰術應用上以內攻為主，在著火樓層上層或下一層設防，防止建筑內部產生煙囪效應、產生內部立體燃燒，此類火災多是“從里向外”蔓延。與此不同的是，外墻外保溫系統火災則是“從外向里”燃燒。這類火災以前沒有遇到過，也沒有研究過。客觀上講，高層建筑（特別是超高層建筑）的外墻應具有相應的耐火極限，但是，由于規范的滯后，在國家大力推行建筑外墻保溫的節能舉措之時，建筑內部消防設施對外墻外保溫材料燃燒陷于“不設防”的境地。此外，舉高消防車工作高度有限，行車時間加上到場展開工作的時間，趕不上外墻火災的蔓延速度。原本高層建筑火災模式多變就是世界各國消防的難題，外墻外保溫材料更是使之難上加難。因此，認真研究高層建筑外墻外保溫系統滅火、防火及救援技戰術已迫在眉睫。

5 完善技術標準

應從法律、法規層面入手，制定修定相關技術標準，增強建筑外墻抗御火災的能力。

1)將建筑外墻保溫材料防火設計內容納入正在修訂的《建筑設計防火規范》之中，提高幕墻保溫系統的防火技術要求。

2)修訂外墻保溫材料及相關產品標準，積極促進防火性能良好的保溫材料及耐火構配件的生產和應用。

3)對于密封材料的燃燒性進行嚴格規定，建議限制可燃密封材料的使用。

4)在《建筑設計防火規范》和《高層民用建筑設計防火規范》合并修訂中，增加相關規范的相關條款，使得適宜的高耐火等級產品能夠應用到建筑外圍護部分。

應推廣外墻保溫材料與防火玻璃窗的結合應用，提倡高層建筑節能與防火的技術組合，提高防火安全等級。

在高層建筑中，外墻圍護結構的熱損耗較大。墻體是外圍護結構的主要組成部分，按價值工程原理，發展外墻保溫技術是實現建筑節能的重要環節，不僅能節約大量能源，還能給住戶提供一個舒適的環境，帶來許多實惠。但是，現有的外墻保溫技術給防火安全帶來了隱患，如何解決外墻保溫與防火之間的矛盾已成為人們普遍關心的問題。

我國近期的幾起火災為行業提供了一個很好的高層建筑防火設計應用示范。在當前大部分建筑保溫材料燃燒性能未達到A 級的情況下，采用防火玻璃窗與目前普遍尚在大量使用的（例如B1、B2 級）外墻保溫材料結合應用的方案，是阻止火災蔓延、減少火災破壞，為生命和財產提供保障的一個經濟、有效的解決方法。當高層建筑外墻發生火災時，防火玻璃窗可以有效阻止火災和煙霧向建筑內部蔓延及滲透，避免了普通窗玻璃受火破裂后成為火災的燃燒通道，引發內部火災并演變成復合型立體火災，保障建筑內部的生命和財產安全。

6 技術手段

目前，在技術手段上應針對不同建筑的防火等級、不同的高度、不同的使用狀況和我國的國情、外墻保溫材料的產業技術現狀，在大力推行建筑節能減排之時，采取多種技術組合的方式，達到相應的防火安全等級。

1)高度為60 米以上的建筑部位，所有的建筑外窗應有耐火性能不小于1 小時的技術限定，其保溫材料的燃燒性能不應低于B2 級。當采用B2 級保溫材料時，每層應設置水平防火隔離帶。

2)高度大于等于24 米小于60 米的建筑部位，建筑外窗應有耐火性能不小于25 分鐘的技術限定，其保溫材料的燃燒性能不應低于B2 級。當采用B2 級保溫材料時，每兩層應設置水平防火隔離帶。

3)高度小于24 米的建筑部位，建筑外窗應有耐火性能不小于25 分鐘的技術限定，其保溫材料的燃燒性能不應低于B2 級。其中，當采用B2級保溫材料時，每三層應設置水平防火隔離帶。

4)建筑落地外窗沒有窗間墻和窗檻墻，為防止火災層間蔓延，應設有不小于1 小時耐火性能的限定。

5)需要設置防火隔離帶時，應沿樓板位置設置寬度不小于300 毫米的A 級保溫材料。防火隔離帶與墻面應進行全面積粘貼。

據調查，防火玻璃及相應防火型材在我國已實現產業化生產，造價與鋼化玻璃差距不大（每平方米約增加100～200 元），目前我國已經具備推廣、使用防火玻璃的成熟條件，應當加快這些建材的推廣速度，確保建筑安全。

圖1、圖2、圖3、圖4 是火災后皇朝萬鑫大廈近照及普通玻璃與防火玻璃的狀態。

圖1 火災后的皇朝萬鑫大廈近照

圖2 火災后使用普通玻璃的建筑外立面慘不忍睹

圖3 火災后的大廈背面玻璃破壞程度，對比鮮明。

圖4 采用防火玻璃的建筑外立面保溫材料燒毀，玻璃完好。