【中國(guó)涂料采購(gòu)網(wǎng)】從“46號(hào)”文、“65號(hào)”文,到“350號(hào)令”,和經(jīng)歷多年磨難出臺(tái)《建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范》,我們對(duì)外墻保溫火災(zāi)的討論大多局限于保溫材料的燃燒分級(jí)。近年來(lái)出現(xiàn)了各種各樣的新材料,取名也是五花八門(mén):阻燃板、防火板、A級(jí)板、真金板等等,讓人眼花繚亂,但是由于建筑行業(yè)以及建筑保溫從業(yè)者對(duì)材料燃燒的基本知識(shí)的缺乏,并沒(méi)有根本上減少火宅的發(fā)生。保溫行業(yè)混亂呈現(xiàn)不健康發(fā)展。
一、什么是燃燒?
要想研究如何防止建筑外墻外保溫火災(zāi)事故,首先要知道什么是“燃燒”?
燃燒是自然界十分普遍的一種化學(xué)現(xiàn)象,是指可燃物與氧化劑作用發(fā)生的放熱反應(yīng)。燃燒過(guò)程通常伴有火焰、發(fā)光或發(fā)煙現(xiàn)象。
可燃物、助燃物和火源通常被稱(chēng)為燃燒的三要素。但是,要使燃燒發(fā)生還必須滿足其他一些條件,如可燃物和助燃物有一定的數(shù)量和濃度,火源要有一定的溫度和足夠的熱量等。
由此可見(jiàn),要杜絕“燃燒”,只要隔絕燃燒三要素中的其中任何一個(gè)即可。例如最常見(jiàn)的用水撲滅火焰,即隔絕燃燒物與氧氣。
因此,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),用難燃或不燃的涂料將可燃物表面(保溫材料)封閉起來(lái),避免可燃物直接與空氣的接觸,也可以使其呈現(xiàn)出難燃或不燃的特征。
二、阻燃和防火并非一回事
對(duì)于材料本身,人們一直試圖提高材料的阻燃性能,進(jìn)而減少火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的可能性。
材料的阻燃是指可燃物體通過(guò)特殊方法處理后,物體本身具有防止、減緩或終止燃燒的性能。物體的防火則是通過(guò)某種方法,使可燃物體在受到火焰侵襲時(shí)不會(huì)快速升溫而遭到破壞。
可見(jiàn),阻燃的對(duì)象是材料本身。而防火的對(duì)象是其他需要被保護(hù)的物體,如通過(guò)在鋼材表面涂覆一層難燃涂層從而實(shí)現(xiàn)鋼材的防火。
由此可見(jiàn),阻燃和防火兩者并不是一回事。
三、構(gòu)造防火——從微觀、中觀、宏觀構(gòu)造出發(fā)改善保溫系統(tǒng)防火性
阻燃劑在燃燒過(guò)程通過(guò)發(fā)揮下列作用而使物體達(dá)到阻燃:(1)捕捉自由基;(2)吸收熱量;(3)覆蓋作用;(4)稀釋作用;(5)脫水碳化作用。
溴系阻燃劑是目前世界上產(chǎn)量最大的阻燃劑之一,主要作用機(jī)理是在火災(zāi)初期較低溫度下迅速分解,然后快速捕捉燃燒反應(yīng)中的自由基H?和HO?,因而具有較高的阻燃效率。
聚苯乙烯泡沫塑料一般添加溴類(lèi)阻燃劑,這類(lèi)阻燃劑分解溫度在200度左右,泡沫板在最初的火源作用下,由于阻燃劑的作用可能無(wú)法燃燒(也有可能燃燒),但是熔化生成的油狀物后,其中的阻燃劑已經(jīng)消耗殆盡,不具有阻燃性能。
聚苯乙烯的燃燒熱為40.18kJ/g,屬于燃燒熱比較高的物質(zhì),火焰溫度高達(dá)2210度,溫度和熱量不斷把火焰周?chē)木郾揭蚁┘庸こ扇剂?,隨著燃燒范圍的不斷擴(kuò)大,很多雜物都有可能成為燈芯?;饎?shì)越來(lái)越大,逐步演變成大火。
熱固性改性EPS是采用防火物質(zhì)包裹單顆EPS顆粒,并成型為塊狀板材。熱固性改性EPS在受到外部火源攻擊后,首先EPS顆粒也會(huì)熔化甚至燃燒,但是每個(gè)顆粒熔化在自己的顆??臻g里,體積約是原來(lái)的1/50,被包裹它的防火物質(zhì)吸收,不會(huì)形成大量的油狀物,也就無(wú)法引起火焰的傳播。更重要的是,產(chǎn)生的蜂窩狀的無(wú)機(jī)物不但可以阻止火焰和熱量傳播,還阻止空氣和相鄰泡沫的接觸,外部有限火源影響到一定的深度后,由于沒(méi)有足夠的溫度和氧氣,燃燒無(wú)法進(jìn)一步進(jìn)行下去。
綜上所述,熱固性EPS在有限外部火源的作用下,產(chǎn)生一定厚度的蜂窩狀無(wú)機(jī)物,隔絕了空氣和外部火源,從而結(jié)束了燃燒反應(yīng)。這是一個(gè)典型的從微觀結(jié)構(gòu)層面上的防火構(gòu)造。
從微觀上看,絕大多數(shù)可燃物質(zhì)的燃燒并不是物質(zhì)本身在燃燒,而是物質(zhì)受熱分解出的氣體或液體的蒸汽在氣相中的燃燒。如果物體具有防火功能,例如復(fù)合板,熱源(例如電焊火花或焊渣)的熱量持續(xù)時(shí)間有限,不能快速的透過(guò)無(wú)機(jī)物加熱可燃物達(dá)到分解的溫度,也就不能引起燃燒。
從氧化劑的角度看,復(fù)合板無(wú)機(jī)材料層有效地隔絕了空氣。例如1200mm*600mm*30mm的復(fù)合保溫板,覆蓋面積達(dá)1.44平方米,占表面積的93%,包裹后的有機(jī)保溫板面幾乎不跟空氣直接接觸,在電焊等小火源的作用下,燃燒幾乎不可進(jìn)行。
作為一種特殊的復(fù)合板,保溫裝飾一體化系統(tǒng)占外墻保溫系統(tǒng)的5%,已具有十幾年的工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),從百度的搜索結(jié)果來(lái)看,幾乎沒(méi)有發(fā)生火災(zāi)的報(bào)道。說(shuō)明復(fù)合板的防火構(gòu)造是有效的。這是一個(gè)典型的中觀防火構(gòu)造的成功案例。
中華人民共和國(guó)新的《建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范》中,要求當(dāng)使用B1級(jí)保溫材料時(shí)首層抹灰厚度達(dá)到15mm,其它層要求不低于5mm,并且要求每層做交圈的防火隔離帶。通過(guò)抹灰層、無(wú)機(jī)的防火隔離帶以及無(wú)機(jī)的基層墻體,360度全面覆蓋了有機(jī)保溫板表面,隔絕了空氣和保溫板的接觸,讓燃燒不能繼續(xù)。當(dāng)然在外部火源相對(duì)比較大時(shí),需要覆蓋層有足夠的穩(wěn)定性才能持續(xù)一定時(shí)間有有效,因此對(duì)抹灰層有厚度的要求。這正是宏觀上的防火構(gòu)造。
四、防火——從施工管理出發(fā)減少燃燒可能
除了從構(gòu)造上充分利用燃燒三要素,把火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)降到最低外;在材料的運(yùn)輸、存放、施工和成品保護(hù)各個(gè)環(huán)節(jié),也可以通過(guò)加強(qiáng)管理降低火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。
以北京市地方標(biāo)準(zhǔn)《外墻外保溫工程施工防火安全技術(shù)規(guī)程》(DB11/729-2010)為例,除了規(guī)定保溫材料的燃燒性能外,它著重強(qiáng)調(diào)了施工防火。從施工準(zhǔn)備、材料堆放、施工防火要點(diǎn)、成品保護(hù)四個(gè)過(guò)程做出了具體防火管理要求,用簡(jiǎn)單的管理手段降低火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。
筆者認(rèn)為該管理辦法簡(jiǎn)單實(shí)用、可操作強(qiáng)、接地氣、符合燃燒的基本原理,值得推廣采用。遺憾的是,國(guó)家和行業(yè)以及其他省市并沒(méi)有規(guī)模化效仿北京市,推出相應(yīng)的管理規(guī)定。
上述提到的張家口西壩崗“紫金苑”在建樓盤(pán)外墻外保溫著火,從視頻資料看,建筑從底層到頂層全部貼完保溫板,但沒(méi)有及時(shí)抹灰覆蓋!如果合理設(shè)計(jì)施工方案、做好工序之間的銜接、及時(shí)抹灰,把保溫材料的裸露面積控制在小范圍內(nèi),可以極大降低火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn),即使一旦發(fā)生火宅,也可以把損失降低。
綜上所述,單純地從保溫材料燃燒性能分級(jí)的角度,來(lái)確定外墻外保溫系統(tǒng)的防火性能并不是完全合理的,現(xiàn)實(shí)的工程實(shí)踐和市場(chǎng)反應(yīng)也走入了死胡同。