從防火問題的視角談建筑外保溫材料的歷史與未來

李慶紅　范亞青　尹志勇

(河北工程大學(xué)建筑與藝術(shù)學(xué)院，河北 邯鄲　056038)

0　引言

2007年溫家寶在全國節(jié)能減排工作會(huì)議上把節(jié)能減排作為宏觀調(diào)控的重點(diǎn)，并提出節(jié)能減排的十項(xiàng)重要措施，堅(jiān)決保證實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。

因?yàn)橛袡C(jī)材料具有保溫性能好，質(zhì)量輕，造價(jià)低、施工方便等優(yōu)勢(shì)，有機(jī)保溫材料被廣泛的應(yīng)用在北方寒冷地區(qū)的建筑工程中。然而有機(jī)材料具有耐久性差、燃燒速度快、燃燒熱釋放量大、燃燒產(chǎn)物毒性大、蔓延迅速、短時(shí)間內(nèi)極易形成大面積立體火災(zāi)等特點(diǎn)，在經(jīng)歷了央視大火、上海教師公寓大火、沈陽皇朝萬鑫酒店大火等慘重教訓(xùn)之后，國家出臺(tái)一系列條文，避免建筑火災(zāi)的發(fā)生。在滿足節(jié)能的同時(shí)要保證耐火防火，究竟什么樣的保溫材料是當(dāng)時(shí)發(fā)展的趨勢(shì)，如何才能避免火災(zāi)的發(fā)生，是當(dāng)時(shí)迫切需要解決的問題。

1　建筑外保溫材料防火發(fā)展歷程

46號(hào)條文發(fā)布之前國家大力倡導(dǎo)節(jié)能減排，以聚苯板為代表的有機(jī)材料成為市場(chǎng)上的主流，但是在央視大火后有機(jī)材料的防火問題逐漸顯現(xiàn)出來。

1.1　2009公通46號(hào)文

2009年2月9日，北京央視新臺(tái)址發(fā)生大火，火災(zāi)是有關(guān)人員違法燃放煙花引燃施工過程中的易燃材料，再加上外墻裝飾工程及幕墻工程中使用不合格的B3級(jí)擠塑保溫板，導(dǎo)致火災(zāi)進(jìn)一步擴(kuò)大。

2009年9月，公安部在歷史上首次發(fā)行民用建筑外保溫防火問題的條文——46號(hào)文件《民用建筑外保溫系統(tǒng)及外墻裝飾防火暫行規(guī)定》，明確表明民用建筑外保溫材料的燃燒性能不應(yīng)低于B2級(jí)。至此B3級(jí)保溫材料在建筑工程中徹底被廢除。

1.2　2011公消65號(hào)文

46號(hào)文發(fā)布以后由于消防監(jiān)管不到位，現(xiàn)場(chǎng)施工管理不規(guī)范及消防常識(shí)和消防宣傳教育的缺乏等原因。2010年11月15日，上海市正在進(jìn)行外墻節(jié)能改造的教師公寓大樓再次發(fā)生大火?；馂?zāi)是由電焊人員違規(guī)工作，使焊渣引燃腳手架上的易燃保溫材料導(dǎo)致火災(zāi)的發(fā)生。2011年2月3日，沈陽皇朝萬鑫國際大廈發(fā)生大火，火災(zāi)原因也是燃燒鞭炮引起易燃建筑保溫材料導(dǎo)致火災(zāi)快速蔓延。

2011年3月，公安部下發(fā)公消65號(hào)《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》，規(guī)定從嚴(yán)執(zhí)行46號(hào)文提出的外保溫材料燃燒性能應(yīng)為A級(jí)。并且把外保溫材料的燃燒性能納入消防審核的范圍，加強(qiáng)施工過程中的消防管理。在“公消65號(hào)文件”的高壓下，A級(jí)保溫材料開始被大量使用，巖棉板、FTC保溫砂漿等被大量推廣。

漿體保溫材料價(jià)格相對(duì)低廉、耐火及防火性能好，在65號(hào)文發(fā)布以后被廣泛的采用。但漿體材料具有施工導(dǎo)熱系數(shù)小，自重大，吸水率大及施工質(zhì)量不易控制等缺點(diǎn)，2011年6月1號(hào)開始執(zhí)行的GB 50574墻體材料應(yīng)用統(tǒng)一技術(shù)規(guī)范3.6條明確規(guī)定漿體保溫材料不得單獨(dú)用于嚴(yán)寒及寒冷地區(qū)除加氣混凝土墻體以外的建筑外墻內(nèi)、外保溫。且4.2條規(guī)定漿體保溫層設(shè)計(jì)厚度不得大于50 mm。所以在這種趨勢(shì)下，建筑保溫材料迫切需要新的出路。

1.3　《國發(fā)(2011)46號(hào)文》及公消350號(hào)

由于GB 50574墻體材料應(yīng)用統(tǒng)一技術(shù)規(guī)范的規(guī)定，無機(jī)保溫漿料幾乎被排出市場(chǎng)，剩下的以巖棉為代表的A級(jí)無機(jī)保溫材料具有吸水率高，相對(duì)成本較高，保溫性能較差且可選擇性少等缺點(diǎn)(如新型無機(jī)材料的價(jià)格大概在1 500元/m3以上。而有機(jī)保溫材料由于質(zhì)量不同，價(jià)格在300元/m3～1 000元/m3不等)，當(dāng)時(shí)市場(chǎng)上出現(xiàn)一片混亂。雖然建筑發(fā)生火災(zāi)大多是保溫材料著火引起的，但是大多發(fā)生在施工過程中，施工完成后被不燃材料覆蓋，發(fā)生火災(zāi)機(jī)會(huì)就小很多了，嚴(yán)格的要求保溫材料燃燒性能確實(shí)不能更完善的解決建筑火災(zāi)隱患。

經(jīng)過10個(gè)月的混亂時(shí)期，2011年12月30日《國發(fā)(2011)46號(hào)文》的發(fā)布明確規(guī)定施工現(xiàn)場(chǎng)消防安全管理，禁止使用B3級(jí)保溫材料，且對(duì)B2級(jí)保溫材料的使用加以限制。2012年12月3日公消350號(hào)取消[2011]65號(hào)文。屆時(shí)建筑工程中保溫材料的燃燒性能確定為禁止使用B3級(jí)，限制使用B2級(jí)。

1.4　GB 50016—2014建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范

在發(fā)布了一系列條文之后，2015年發(fā)行了GB 50016建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范。在GB 50016—2006建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范的基礎(chǔ)上，把建筑構(gòu)造中保溫材料的選用作為重點(diǎn)單獨(dú)列出。不只是純粹加強(qiáng)保溫材料的燃燒性能而是根據(jù)建筑高度和類型從防火隔離帶、門窗的耐火完整性和使用一定厚度的不燃材料覆蓋等方面綜合考慮建筑防火。

任何事物的成功都是在摸索中提高和發(fā)展的，保溫材料在經(jīng)過30多年的篩選，伴隨著各項(xiàng)文件的發(fā)行，從46號(hào)文到65號(hào)文，再到《國發(fā)(2011)46號(hào)文》及公消350號(hào)取消[2011]65號(hào)，再到納入現(xiàn)行的GB 50016—2014建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范。從各項(xiàng)條文的發(fā)布到納入規(guī)范，這一段歷史中我們不僅能看到財(cái)產(chǎn)的損失及付出生命的慘痛，更能看到國家從安全性、經(jīng)濟(jì)性及綜合性等方面一步步完善建筑保溫材料防火問題的進(jìn)步。歷史是不停歇的，伴隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步我們?nèi)匀粫?huì)重復(fù)走著一條不變的道路，發(fā)現(xiàn)問題—分析問題—解決問題，不斷從現(xiàn)行外保溫構(gòu)造中，發(fā)現(xiàn)問題，逐步完善建筑保溫材料的性能。建筑外保溫防火問題大事件見表1。

表1　建筑外保溫十年防火大事記

2　建筑外保溫材料的發(fā)展趨勢(shì)

在滿足安全性、經(jīng)濟(jì)性及保溫效果后，建筑外保溫材料的耐久性、施工方便及產(chǎn)業(yè)化問題逐漸顯現(xiàn)出來了。保溫與結(jié)構(gòu)一體化技術(shù)是把建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)同保溫系統(tǒng)復(fù)合于一體，不僅有較好的保溫效果和消防安全而且有一定的耐久性及方便施工現(xiàn)場(chǎng)管理等優(yōu)點(diǎn)。如FS外模板現(xiàn)澆混凝土復(fù)合保溫系統(tǒng)構(gòu)造圖見圖1。相比于傳統(tǒng)外保溫系統(tǒng)，F(xiàn)S復(fù)合保溫的優(yōu)點(diǎn)如下:

1)建筑有機(jī)材料防火向建筑復(fù)合材料防火轉(zhuǎn)化。

從北京及上海的火災(zāi)事故可以看出，有機(jī)保溫材料的防火性能很差而無機(jī)保溫材料又具有多孔，質(zhì)量難以保證等通病，所以復(fù)合保溫材料及節(jié)能與結(jié)構(gòu)一體化的保溫材料成為今后發(fā)展的方向。

2)建筑保溫現(xiàn)場(chǎng)二次施工向工廠產(chǎn)業(yè)化及同步施工轉(zhuǎn)化。

工程現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)容易導(dǎo)致工人偷工減料，質(zhì)量得不到保證，實(shí)行工廠產(chǎn)業(yè)化，可以實(shí)現(xiàn)模數(shù)化施工，加快工期，明確責(zé)任主體。

3)保溫材料的壽命周期向建筑全壽命周期轉(zhuǎn)化。

根據(jù)JGJ 144—2008建筑外墻外保溫工程技術(shù)規(guī)程在正常使用和正常維護(hù)的條件下，外墻外保溫工程的使用年限應(yīng)不少于25年，而一般建筑的使用年限不少于50年，導(dǎo)致保溫材料的二次施工、修繕，造成新的問題的出現(xiàn)。所以保溫與墻體同壽命成為保溫材料發(fā)展的趨勢(shì)。

3　結(jié)語

建筑保溫的防火性在高層建筑逐漸增多的背景下，顯得更加的重要。央視大樓和高層教師公寓的大火還未驚醒又出現(xiàn)倫敦高層住宅由于保溫材料著火引發(fā)的事故。作為設(shè)計(jì)人員，我們應(yīng)更多的響應(yīng)國家政策，研發(fā)新材料，加快節(jié)能結(jié)構(gòu)一體化保溫體系的推廣。