建筑外保温施工事故案例分析

建筑外保温施工事故案例分析

近年来，由于工作关系，作者经常听到建筑工地和建筑材料之间的大火灾。2009年2月9日，哈萨克斯坦电视台关闭的这部电影的大事件是偶然的和不可避免的。笔者留心收集比较了典型和影响较大的此类火灾事件,按时间顺序整理成表1。1施工单位出的事故以上的火灾事例是通过新闻媒体和网络收集的,因而大多是较有影响的地标性建筑发生的火灾,其中甚至有2项入选2007年世界十大建筑,所以可以说这些建筑物的甲方都是较有经济实力的,设计方施工方也有一定水准,却也发生了火灾。其实全国范围内,仅工地上类似原因的火灾就数目惊人。出事故的施工现场一般均有防火安全管理措施不到位,违规动火作业的地方。但笔者认为,事故高发的原因也不全在施工单位身上,保温材料的易燃性也是重要原因之一。一些办公楼在铺设保温板后进行骨架焊接作业时曾多次点燃保温板,施工单位不得不派专人抱着棉被在焊工旁守护,随时准备扑救。虽说出现事故后,查出的焊工大多是无焊工证上岗,但在层层分包后的持证上岗也是有待研究的问题。1.1有机保温施工以上的事例按火灾的发生时期来分有施工中和交付使用后2个时段。施工中又分保温材料进入施工现场码放时段和保温材料施工上墙时段。以上的事例绝大部分是施工中发生的事例,这是因为施工过程中有机保温板是裸露放置的。另外从这些外墙外保温材料被大量采用以来,使用上的时间积累应该不算很长。施工现场频发的火灾表明这些现在大量应用的有机保温材料是引发火灾的高危材料,所以在将来的使用过程中也有很大的安全隐患。外保温施工周期短,一般不超过3个月,而建筑物的使用寿命通常在50a以上;施工过程中发生火灾时涉及人员少,建筑物内易燃易爆物品也少,所以,就人员生命财产安全的重要性以及建筑物使用的长期性而言,避免建筑物在使用过程中发生火灾的危害显得尤为重要。有个使用过程中的惨痛事例,2008年9月20日,深圳龙岗舞王俱乐部发生特大火灾,有44人葬身火海。火灾原因之一是因天花板的吸音海绵(聚氨酯泡沫的一种)被引燃爆发大火,并散发大量毒气。本文表1未收录是由于此例非保温材料起火,但吸音海绵也是类似的有机发泡易燃材料。所以有机材料的内保温应该被明令禁止(各地有不同规定),类似中央美院的众多事例也表明可燃泡沫材料的夹芯彩钢板作民用建筑材料也应该被明令禁止。1.2保温层燃烧的特点使用中发生火灾,一般不会直接引燃保温板,因为这时保温板已被包覆,且焊花掉入缝隙的概率也小了。然而室内发生的火灾会烧坏窗户沿着外墙蔓延,又通过窗口延燃到其他楼层。从这些外墙、屋面保温层失火的事例可以看出其燃烧的特点:(1)蔓延速度极快。上述的事例好些是发生火情后在数分钟之内就可以从底层燃烧到二十几层楼顶。燃烧时还会产生大量有毒浓烟。消防队员赶到时已经火烧连城,浓云蔽日了。(2)隐匿燃烧。在已经完工的装饰墙面或外墙工程,火星引燃保温层后是在夹层中燃烧,在外面只能看到冒烟,却不知火烧到了哪里,而且防水面层阻挡了消防水的扑灭。(3)一旦发生就难以控制。这些保温层燃烧等级均为B级,很容易燃烧,而且为了防止冷桥,是满铺墙面,甚至上万平米连片粘贴。特别是高层建筑,由于烟囱效应火灾蔓延特别迅速,即使交付后室内的自动消防设施也不能覆盖外墙,外部扑救高度又有限,消防扑救难度很大。2在建筑材料的分类与防火性能的比较中我国现有的外墙外保温材料主要由有机材料和无机材料构成,现列举主要几种介绍如下。2.1有机聚合物改性聚苯乙烯泡沫塑料又分为模塑聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)挤塑聚苯乙烯泡沫塑料(XPS),属有机材料。应用广泛,尤其是EPS价格由于相对便宜以及有其他优势,目前应用最广泛。耐火性能差,规范要求阻燃型。2.2阻燃料的选择保温性能很好,价格相对较贵,耐火性能差,规范要求阻燃型,属硬质聚氨酯泡沫塑料(PU)。以上的泡沫塑料保温材料的阻燃型也只是B2级,即易燃。用打火机烧可能不燃,可当火源大、温度高或持续作用时,则能够迅速燃烧并释放出很多有害气体。更为严重的是,由于阻燃型的价格远高于不阻燃型,为了降低成本,在工程中实际使用的却是大量不阻燃的材料。由于验收规范中进场抽样复验的检验项目中并无燃烧性能检验,而仅是“核查其质量证明文件”,报告样品弄虚作假的现象屡见不鲜。2.3常用保温常用做法属有机无机复合材料,为B1级难燃,耐火性能相对较好。前些年还比较常用,也比较便宜,但由于现今对节能的要求越来越高,由于其保温性能较差,要满足节能计算要求就要糊得很厚,施工难度很大,在一些北方地区已经不允许使用。2.4岩棉类外保温系统这类材料有岩棉,矿棉和玻璃棉等。岩棉不燃(A级),是很好的耐火保温材料。然而岩棉具有高吸湿性,在潮湿状态下强度会大幅下降,导热系数会大幅上升。岩棉类外保温系统在国外的应用非常成熟。但国产岩棉板抗拉强度低,浸泡吸水量很高,是不适应外墙外保温要求的,而进口岩棉板又太贵,所以目前防火性能最好的无机类保温材料应用太少。2.5其它材料的保温作用(1)无机材料中如中空玻化微珠保温砂浆,其防火性能好、耐久、施工操作性能良好。由于保温性能相对较好,可替代胶粉聚苯颗粒外墙外保温材料。其它还有绿色无机材料泡沫玻璃等,在建筑保温上不普及。(2)有机材料中如酚醛泡沫,其在导热系数低的有机材料中耐火性能最好。难燃、低烟、抗高温歧变,但价高,市场还不普及。3解决建议3.1加强鹿茸材料的使用(1)使用的保温材料的阻燃性指标要合格,应实行进场保温材的抽样检测制度。建议可燃保温板材在出厂前就涂刷防火界面剂等,以满足施工过程的防火安全性要求。(2)在建工程要预防火灾,对火源的管理及控制是成本最低最有效的方法。工地发生火灾,一般原因有:施焊、电路短路电火花、其他动火作业、吸烟或烟头、生活用火失控、有机溶剂着火、雷击等。从表1的案例来看,施焊等工地动火和电路故障是最多发的原因。要切实加强施工现场的防火安全管理。尤其对动用明火必须实行严格的管理制度,特别要做好高空焊接等特殊电焊环境下的防护管理;电焊、气焊、电工等人员必须持证上岗。(3)加强外墙保温材料的现场成品保护工作,做好各工种的配合和衔接工作。(4)施工现场的室内消防用水和室外消防栓一定要安装到位,配齐移动式灭火器材,并确保消防车道和通道畅通。3.2取消热压,把党的其它各由于节能的标准提高,外保温越做越厚,甚至要和自保温墙体并用才能达到要求。导热系数低的产品被淘汰,XPS和PU的市场占有率大大提高,使火灾的隐患也加大。更何况目前外墙外保温因行业标准不健全等问题导致市场很混乱,由此暴露出的防火漏洞令人担忧。3.2.1无机外墙保温在我国目前应注意的几个问题聚苯板外保温系统在美国有20多个州已禁止使用;在英国、德国等欧洲国家也禁止在高层建筑上使用聚苯板体系。而我国的高层建筑比国外的建设量要大得多,聚苯板体系在高层甚至在超高层上广泛应用,是因为可选择的替代产品不多,法规上对节能要求很高而对聚苯板等有机保温材的应用范围还无限制。目前我国难燃保温材料的供应量严重不足。无机保温材料本是传统的保温材料,由于保温等性能不良早已被淘汰。新一代的国产无机保温材料如岩棉不仅要解决材料的强度吸水率和保温性能的问题,还要解决造价问题。无机保温材料要达到相同的保温效果造价要比用聚苯板高得多,也是少有厂家进行研发改良、并难推广的重要原因。按市场规律,供大于求时价格就会下降,这方面还需进行政策扶持。无机保温材料可以和自保温墙体结合使用,以达到传热系数的要求。而彩钢板目前就完全可以做到用岩棉作芯材,应严格限制聚苯乙烯和聚氨酯作芯材的彩钢板。3.2.2聚氨酯泡沫的阻燃有机泡沫保温材料的保温性能要优于大部分无机材料,是主流的建筑保温材料。然而使用不经过合格阻燃处理的泡沫板作保温是无视人民生命安全的行为。所以有机泡沫保温材料的耐火性能改良的研究是非常重要的。阻燃性的研究要克服原有添加的阻燃剂燃烧过程中带来对人体构成更大威胁的烟毒性问题。日本的有机保温材料的应用也挺广泛,但其有机保温材料的阻燃性能十分良好,难燃、低烟、低毒。目前有机材料的阻燃性已经不是其研究课题,如何做到绿色可降解是其主要的研究方向。在我国也有科研人员采用化学结构改性技术,选用目前国际先进的无卤化、结碳膨胀性阻燃化技术在聚氨酯泡沫的阻燃研究上取得了一定成果,能够提高泡沫阻燃性、耐温性又降低释放的烟雾毒性。说到底这还是一个价格问题。目前满足强制节能要求的门窗幕墙的费用都很高,相对于人民大众的生命财产安全,这防火部分的投入是不能被轻视的。必须完善施工现场抽样检查机制。3.3施工构造的有效方法现在很多北方地区设计院的建筑师听到聚苯板不让用的传言后,第一反应都是那我们用什么呢?所以说基于目前的材料供应与市场管理现状上,从施工构造入手是及时而有效的解决方案。3.3.1连接方法用全粘方式替代局部粘结方式,避免空气通道导致的烟囱效应,以减小燃烧烈度。3.3.2保温板与幕墙之间的安装厚型抹灰面层比薄抹灰更有利于提高保温层的耐火性能,即使薄薄一层砂浆,也比裸板要好得多。在金属和石材幕墙中,大多用的是裸板,保温板与幕墙之间构造上必然留有空隙,焊接作业又比较多,尤其是金属幕墙和金属屋面特别容易起火。所以应该规定高层幕墙必须用难燃材料或在阻燃型泡沫板上作防火保护面层,并且要做好防火分仓隔离处理。还有采取无机保温材料,如FC板等做防火层,复合有机保温材料的复合保温墙体,适合贴面砖,使用寿命长。3.3.3可燃物防火隔离带的使用此项目非常重要,防火隔离构造措施必须作为可燃材料外保温系统的组成部分。现行的建筑防火规范因为出台较早,尚无具体的针对外墙保温的部分,致使外墙整个被覆在可燃物之下的现象很多。规范对防火分区之间的窗间距,窗槛墙高度以及幕墙的封堵高度都有具体的规定,它是把墙体当作不燃物的,这些距离要求会由于可燃外保温材料的包裹而失去意义。建筑物超过一定高度时,特别是洞口周围,应使用不燃或难燃保温材料作防火隔离带,根据情况水平设置在建筑的层与层之间或垂直设置,材料之间应不留空隙,并具有一定的宽度。隔离带可使用岩棉条板,泡沫玻璃,玻化微珠保温砂浆等,聚苯砂浆稍差也可使用。这也可以促进难燃保温材料产量的逐步提升。