01墙体保温防火问题

第一讲外墙外保温防火问题 外墙外保温发生火灾原因 根据调查统计 与墙体保温材料有关的火灾事故发生在施工阶段的约占85 其中保温材料存放阶段占15 上墙时段占70 发生火灾的原因中被电气焊点燃为60 电气设备漏电引燃等其他原因占30 吸烟点燃占10 保温材料存放时被点燃施工中被电焊点燃 外墙外保温防火技术国际研讨会 2009年7月住房和城乡建设部与德国技术合作公司联合组织召开了 外墙外保温防火技术国际研讨会 会听取了中外8位专家从外墙外保温的市场现状 防火机理 试验方法 相关标准要求及最新研究成果等不同角度做的10个专题报告 并进行了小范围的学术研讨 中外专家就外保温防火试验研究方向 外保温防火技术措施和外保温材料和系统防火技术要求等具体技术问题进行了认真交流和热烈讨论 外墙外保温防火技术国际研讨会 德国专家介绍在德国外保温火灾主要发生于建筑物交用后的使用过程中 没有发生过因施工引起的火灾 而目前在中国施工中引起火灾则占了绝大多数 建议各地尽快制定外墙外保温施工防火安全管理规定 对所有施工人员进行安全教育 重点加强对施工现场的管理 外保温材料在存放和施工期间应远离火源 严格避免外保温和动火动焊的交叉作业 同时在外保温施工现场应该配备相应的消防设施 留有足够的消防通道 对于外墙外保温来说 满足整体的防火性能更为关键 因此对于保温材料和系统的要求是有区别的 虽然德国现有要求使用B1级 难燃 EPS板 但是不同容重 厚度的EPS燃烧等级不同 经过试验研究欧洲的业界人士认为应用于外保温时 EPS板达到欧标E级也就是B2级 普通可燃 就可以 同时德国3 4年后会采用欧洲标准 市场将广泛使用B2 普通可燃 级防火等级的EPS板 因此对于材料的燃烧等级不必要求过高 更重要的是对外保温系统的要求 外墙外保温防火技术国际研讨会 外保温是一个系统 同样等级的保温材料 当系统采用不同的构造 开放 封闭 其结果会完全不同 B2级材料虽然可以用明火点燃 但如果将保温材料包裹在外保温系统内 整个系统不能或很难被点燃时 系统的防火级别将会提高 德国专家来华讲课前专门在德国做了一个实验 在EPS板上做了2mm防护层和2mm饰面层后 将体系放入燃烧炉内烧烤 在最高900度的温度下烧烤60分钟后保温板未被烧损 4mm的防护砂浆起到了良好的保护作用 因此对于外保温 保温材料加上防护层 饰面层即系统的防火应达到B1级 良好的施工质量比较厚的防护层对外保温系统防火更为有效 防护层厚了防火性能应该会好 但会出现其他问题 如果面层开裂 火焰可能会顺着裂缝进去 这也是很危险的 因此对系统应从整体考虑 良好的施工可以使EPS被有效的封闭在防护层和饰面层内 避免因空气进入被引燃 从而提高系统的整体防火性能 目前国内的外保温施工存在严重的质量隐患 许多穿墙口封堵不严 接口处存在缝隙 饰面层开裂现象非常普遍 这些问题不仅影响外保温系统的保温性能和使用寿命 同时也存在严重的火灾隐患 建议相关部门严格执行外保温施工技术规程 加强质量监管 逐步实现外保温体系认证 强化监理人员职责和施工人员的上岗培训 实行质量保证终身制 外墙外保温防火技术国际研讨会 当薄抹灰外墙外保温系统采用有机可燃保温材料时 存在一定的火灾隐患 在使用过程中的火灾大多由室内火灾通过窗门洞口向墙面蔓延或者由于墙体外侧或相邻建筑物火灾引燃 所以需要通过防火构造措施控制火焰蔓延 减少火灾损失 防火构造措施包括建筑物水平四周设置防火隔离带 在窗洞沿口设置防火隔离条 根据火灾现场可燃物的能量密度 通过窗洞口探出的火焰长度最大可以达到7 8米 即使没有外保温 火灾仍然可能蔓延到上面的两到三层 所以设置防火隔离带可以阻止火焰通过可燃保温材料向更高楼层蔓延 也就是说最多只能烧着火灾发生层以上的两层 因此防火构造的设置可以每两层设置一道水平隔离带 窗上口设置隔离梁 可以托住洞口上方保温层内受热熔化的有机保保温材料 阻止火焰进入保温层 同时为人员营救争取时间 目前我国在标准中虽有要求但无防火构造的具体措施 存在较大的防火安全隐患 外墙外保温防火技术国际研讨会 对防火构造措施材料的要求 作为外墙外保温构造措施的材料 不一定要达到A级但须通过试验证明合格 德国用得最多的是岩棉 防火隔离带宽度一般为20cm 窗洞口挡火梁应该伸出洞口两侧至少各300mm 防火构造措施的施工要求 作为防火构造措施的防火隔离带或窗洞口挡火梁的不可燃保温材料必须与承重墙满粘 不留任何缝隙 防止串火 窗上口的防火隔离梁 防火隔离带 防火隔离带 外墙外保温防火技术国际研讨会 建筑物应根据不同要求合理设置防火构造措施 在德国 把地平以上到建筑物顶层楼板上沿高度大于22m的建筑列为高层建筑 在高层建筑上只允许使用不可燃保温材料 从零米开始 低于7米的建筑物可以不设置防火构造措施 但是人员聚集的建筑物如会议中心 医院 学校等无论建筑物高度保温材料均必须采用不可燃材料 英国的情况与德国有所不同 英国高层建筑较多 英国的标准委员会确定了两种防火模式 一是18m以上的外立面体系必须采用不可燃材料 二是做燃烧试验 试验通过则允许该系统使用 外墙外保温防火技术国际研讨会 考虑到中国拥有众多的高层建筑 不可燃保温材料如岩棉的产量和质量还不能满足相关要求和市场需求 中外专家认为可以参照英国的做法 对于高层建筑可以继续使用B2级的EPS保温板 但必须设置合理的防火构造措施 并实现良好的施工质量 使外保温体系达到B1级 建议对公共建筑与住宅的外保温使用要求区别对待 对于住宅可参照英国做法 但对超过一定高度且人群聚集的公共建筑外保温用的防火材料和构造应有更高要求 幕墙结构虽不属于国内的外保温范畴 但也应引起足够重视 必须严格执行国家防火设计规范 德国专家建议 采用背通风干挂板的系统 不准使用金属面板 开放式保温板必须使用不可燃保温材料 如果采用可燃材料则必须严格封闭保温板或者对背部空间实现密闭式分隔 防止烟囱效应 酿成火灾悲剧 国家相关规定 46号文件 民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定 适用于民用建筑外保温系统及外墙装饰保温材料燃烧性能不应低于B2级住宅建筑外保温高度 100m A级 无防火隔离带100m 高度 60m 不应低于B2级 当B2级时每层设置防火隔离带60m 高度 24m 不应低于B2级 当B2级时每两层设置防火隔离带24m 高度 不应低于B2级 当B2级时每三层设置防火隔离带其他民用建筑外保温高度 50m A级 无防火隔离带50m 高度 24m A级或B1级 当B1级时每两层设置防火隔离带24m 高度 不应低于B2级 当B2级时每层设置防火隔离带 防护层不燃或难燃材料将保温材料完全覆盖厚度3 6mm采用外保温系统的建筑 其基层墙体耐火极限符合防火规范的规定混凝土墙 砌体墙防火隔离带沿楼板位置设置A级保温材料宽度 高度 不小于300mm全面积粘贴当采用可燃保温材料时 不宜采用面砖 幕墙高度 24m A级 无防火隔离带24m 高度 A级或B1级 当B1级时每层设置防火隔离带不燃材料作防护层 将保温材料完全覆盖 厚度不小于3mm幕墙与基层墙体间的空间 每层楼板处采用防火封堵材料封堵屋顶不燃体建筑B2级保温材料 其他建筑B1级屋顶与外墙交界处 屋顶开口部位四周的保温层 应采用宽度 高度 不小于500mm的A级保温材料设置水平防火隔离带 外墙外保温 屋顶防水层或可燃保温层应采用不燃材料进行覆盖金属夹芯复合板材用于临时性居住建筑的金属夹芯复合板材 其芯材应采用不燃或难燃保温材料 施工保温材料进场后 应远离火源 露天存放时 应采用不燃材料完全覆盖 需要采取防火构造措施的外保温材料 其防火隔离带的施工应与保温材料的施工同步进行可燃 难燃保温材料的施工应分区段进行 各区段应保持足够的防火间距 并宜做到边固定保温材料边涂抹防护层 未涂抹防护层的外保温材料高度不应超过3层 幕墙的支撑构件和空调机等设施的支撑构件 其电焊等工序应在保温材料铺设前进行 确需在保温材料铺设后进行的 应在电焊部位的周围及底部铺设防火毯等防火保护措施 不得直接在可燃保温材料上进行防水材料的热熔 热粘结法施工 施工用照明等高温设备靠近可燃保温材料时 应采取可靠的防火保护措施 聚氨酯等保温材料进行现场发泡作业时 应避开高温环境 施工工艺 工具及服装等应采取防静电措施 施工现场应设置室内外临时消火栓系统 并满足施工现场火灾扑救的消防供水要求 外保温工程施工作业工位应配备足够的消防灭火器材 外保温日常使用与外墙和屋顶相贴邻的竖井 凹槽 平台等 不应堆放可燃物 火源 热源等火灾危险源与外墙 屋顶应保持一定的安全距离 并应加强对火源 热源的管理 不宜在采用外保温材料的墙面和屋顶上进行焊接 钻孔等施工作业 确需施工作业的 应采取可靠的防火保护措施 并应在施工完成后 及时将裸露的外保温材料进行防护处理 电气线路不应穿过可燃外保温材料 确需穿过时 应采取穿管等防火保护措施 北京市 规程 与46号文件对照 北京市 规程 与46号文件对照 北京市 规程 与46号文件对照 国家相关规定 65号文件 关于进一步明确民用建筑外保温材料消防监督管理有关要求的通知 发文单位 公安部消防局将民用建筑外保温材料纳入建设工程消防设计审核 消防验收和备案抽查范围 在新标准发布前 从严执行 民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定 公通字 2009 46号 第二条规定 民用建筑外保温材料采用燃烧性能为A级的材料 加强民用建筑外保温材料的消防监督管理 2011年3月15日起 各地受理的建设工程消防设计审核和消防验收申报项目 应严格执行本通知要求 对已经审批同意的在建工程 如建筑外保温采用易燃 可燃材料的 应提请政府组织有关主管部门督促建设单位拆除易燃 可燃保温材料 对已经审批同意但尚未开工的建设工程 建筑外保温采用易燃 可燃材料的 应督促建设单位更改设计 选用不燃材料 重新报审 全国新建建筑和节能改造工程陆续接到了消防部门下达的停工通知 国家相关规定 22号文件 上海市静安区胶州路公寓大楼 11 15 特别重大火灾事故调查处理结果的通报 安委办 2011 22号 发文单位 国务院安全生产委员会办公室发文日期 2011年6月20日分四部分事故基本情况事故原因对事故有关责任人员及单位依法依纪进行了严肃处理深刻吸取事故教训 有效防范重特大火灾事故的发生 在第四部分 为了防止类似事故再次发生 现提出了6条要求进一步加大工程建设领域突出问题专项治理力度 进一步严格落实建设工程施工现场消防安全责任制 进一步加强建设工程及施工现场的监督管理 其中要求 督促工程建设各方严格按照有关规定及设计方案进行施工 进一步完善建筑节能保温系统防火技术标准及施工安全措施 其中要求 各相关部门要进一步研究完善有关建筑节能保温系统防火技术标准 规定不同材料构成的节能保温系统的应用范围以及采用可燃材料构成的节能保温系统的防火构造措施 以从根本上解决建筑节能保温系统的防火安全问题 进一步深入开展消防安全宣传教育培训 进一步加强消防装备建设 65号文件带来的问题 在条件尚不具备的情况下强制淘汰燃烧性能达不到A级的保温材料 并且发文后立即生效 不给有关企事业单位准备和调整的时间 会引发一系列社会矛盾 合法 许多未开工的工程项目需重新报审外保温方案 许多在施工程项目需拆除已施外保温材料 许多工程项目面对目前燃烧性能A级的保温材料存在的技术障碍 标准缺失 产能不足而惶惑 不知如何确定新的方案 从而延迟开工或被迫停工 产生的损失谁负责 施工单位工期延误会与建设单位产生合同纠纷 甚至有可能拖欠工人工资 开发商不能按时交房会引起购房人不满 投诉 索赔 各企事业单位及群众向政府部门咨询解决办法得不到满意答复 会降低对政府部门的满意度 合情 合理 北京市的主要工作 组织专家会研讨 部分本市和中央在京单位建设开发 设计 施工和建材生产 检测等单位的有关专家参加 认为 目前燃烧性能为A级的保温材料从产品性能 施工技术 配套标准 供应能力等各方面均达不到完全替代以聚苯板为代表的保温材料的条件 强制淘汰燃烧性能达不到A级的保温材料将使新建建筑执行节能设计标准和既有建筑节能改造工程难以进行 并因推迟开工 停工引发大量合同纠纷和社会稳定问题 将有关情况向住建部请示 住房城乡建设部已经致函公安部 明确表态目前淘汰燃烧性能达不到A级的保温材料不具备条件 将使全国的建筑节能工作受到严重影响 应当采取加强管理等综合措施保证消防安全 逐步推进新型保温材料的研发 应用 如果问题不能解决 住房城乡建设部准备提请国务院协调解决 向北京市政府报告 请求协调市消防局暂缓执行65号文件 保证经济发展和社会稳定 召开消防 规划部门研讨会结论 研究开发A级防火保温材料 模塑聚苯板 EPS板 挤塑聚苯板 XPS板 硬质发泡聚氨酯等有机类保温材料 具有导热系数低 在0 024 w m k 0 041 w m k 轻质 吸水率低等优点 在国际上仍然是占主体地位的建筑外墙保温材料 如德国目前在新建建筑和既有建筑节能改造工程中 采用上述有机类保温材料的建筑面积仍然占84 我国北方采暖地区的应用比例目前超过90 应用方式也是国际上普遍采用的大模内置现浇体系 外贴聚苯板 玻璃纤维网格布增强 聚合物砂浆薄抹灰保温体系 和聚氨酯现场喷涂或浇筑发泡 聚合物砂浆覆面保温体系 按照旧标准 GB8624 97 的分类 A级为不燃材料 B1级为难燃材料 B2级为可燃材料 B3级为易燃材料 新标准 GB8624 2006 的分类比较细 分为A1 A2 B C D E F七个等级 新标准A1 A2级对应于旧标准的A级 新标准B C级对应于旧标准的B1级 新标准D E级对应于旧标准B2级 组织研究开发A级防火保温材料 2003年 北京市建委以新型墙体材料专项基金230万元立项研究开发 技术改造达到A级防火的外墙外保温系统 2005年研制成功纤维保温防火板浇筑聚氨酯外墙外保温系统 并成功应用在华纺易城等工程中 2006年 北京市建委以新型墙体材料专项基金200万元立项研究外墙外保温防火构造措施 并在惠新西街住宅楼既有建筑节能改造工程应用 得到了建设部 公安部的重视 根据工程试用效果起草了 建筑物外墙保温不燃材料隔离带应用技术导则 目前已经进入专家评审阶段 组织研究开发A级防火保温材料 发布外墙外保温工程施工防火安全技术规程 DB11 729 2010 2011年1月1日实施 明确材料性能 保温工程现场用火 交叉作业 保温材料保管 保温材料覆盖楼层数及时间限定等具体要求 二是在现有保温材料品种情况下采取防火优化设计措施 组织 不燃型外墙外保温材料研究与应用 课题研究 以岩棉和泡沫玻璃为研究重点 提出了符合外墙外保温要求的岩棉 泡沫玻璃生产配方 工艺 装备技术 在工程中使用的技术要求 技术条件和检测方法 试制的产品材料性能达到欧洲标准EN13500 建筑保温产品 基于矿物岩棉 MW 的外保温复合系统规范 A级保温材料应用的问题 剪力墙结构 砖混结构和框架幕墙结构的建筑物 停止使用聚苯板等燃烧性能达不到A级的保温材料后的替代材料首先想到的就是岩棉板 但普遍推广应用岩棉板的条件目前还远未成熟 第一 岩棉板的应用存在重大技术障碍 一是强度低 欧盟标准和我国国家标准规定的岩棉保温板抗拉强度为5至15kpa 压缩强度为40kpa 比抗拉强度和压缩强度均为100kpa的聚苯板分别低了6 7倍和2 5倍 二是容重大 岩棉板的容重为150至200公斤之间 比模塑聚苯板的18至22公斤重了8 3倍以上 由于岩棉板的导热系数为0 040w m k 要达到与聚苯板相同的保温效果 岩棉板的厚度至少要增加7 每平方米的重量接近聚苯板的9倍 使岩棉板目前在建筑外墙保温的应用上有相当大的安全风险或技术难度 提高岩棉板强度的办法主要是在成型时多加酚醛树脂 但酚醛树脂加多了会使岩棉板的阻燃性能降为B1级 第二 应用技术标准不完善 目前岩棉板应用的国家级和地方级的工法 施工验收规范基本上是空白 设计 施工 验收和工程质量监督均没有依据 第三 生产能力不足 仅市每年民用建筑年竣工量约4000万平方米 其中剪力墙结构 砖混结构和框架幕墙结构的建筑约占75 十二五 期间每年既有建筑节能改造1200万平方米 基本上是装配式大板楼或砖混结构 按外墙面积与建筑面积的0 35比例计算 每年需要1470万平方米外墙保温板 全国北方采暖地区每年新建民用建筑6亿平方米以上 实施居住建筑节能改造1亿平方米以上 每年需要外墙保温板24500万平方米 我国大部分矿棉企业生产的是矿渣棉 因酸度系数低而不能用于建筑保温 以玄武岩 辉绿岩为原料的岩棉生产企业只有位于广州 南京的两家 生产能力为每年6万吨 仅能可以生产600万平方米矿棉板 不足北京地区需求量的30 北方采暖地区需求量的2 4 市场需求大幅度增加 会引导投资建设新的岩棉生产线 但可能因为岩棉生产能耗极高 需要开采玄武岩和其他矿物而难以得到批准 且各地在万元GDP能耗降低率指标的限制下很难被批准建厂 岩棉板 玻璃棉 作为传统防火材料 广泛应用于多种领域 因其吸水性强 材料生产能耗高 自身强度低 施工时粉尘对工人损害较大 未能在外保温领域大面积推广 近年随着摆锤法生产工艺和纤维表面处理工艺的引进 使岩棉板的综合性能得到了较大程度的提高 岩棉为无机材料 经煅烧抛丝粘合而成 导热系数约为0 044W m k 抗压强度较低 纤维为开孔 透气性好 经表面处理具有一定的防水防潮性能 与墙体基层粘结力较差 施工时岩棉板表面须经界面剂处理后使用 对粘结 抗裂砂浆性能要求较高 大面积施工时平整度控制较难 施工粉尘对工人损害较大 板材切割时易出现毛边 施工后板材边角突起隐患较大 因岩棉纤维非闭孔结构 应用过程中墙体透出水汽对抗裂层砂浆透气性 耐候性影响较大 要求较高 开发A级防火保温材料的思考 玻化微珠是建筑市场早期保温材料珍珠岩深化加工产品 玻化微珠为闭孔轻质材料 闭孔率高 吸水率低 导热系数约为0 07W m k 因其导热系数较高 多应用于南方市场 寒冷及严寒地区不适于大面积应用 玻化微珠保温砂浆施工时 对墙体基层的适应性较强 不受基础造型影响 可直接抹涂平整 该系统可实现整体无缝施工 避免了其他保温板材施工的接缝问题 施工后应力分布 释放均匀 施工不利之处是现场搅拌质量不易控制 对施工环境影响较大 泡沫玻璃早期多应用于石化行业 随着国家节能保温政策实施的深入 逐步引用到建筑领域 目前作为外墙外保温防火隔离带的可选材料 其为无机材料 不易老化 经久耐用 导热系数约0 06W m k 为闭孔蜂窝状材料 防水性好 施工后与墙体基层粘结力强 对粘结砂浆的性能要求较低 大面积粘板施工时不易打磨 平整度控制较难 使用时要控制基层墙体的平整度 刚性强 脆性大 注意运输使用过程中易碎的防护 抹面后因材料自身刚性强 受气候影响时应力释放集中 快 板缝处易开裂 使用时在两种保温材料的接缝处一般要求打发泡胶处理 发泡水泥目