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城市建筑外保温材料消防安全管理解析

发布者: 发布日期:2012-05-17

    当前,我国建筑外保温材料火灾事故频发,造成了重大的人员伤亡和财产损失,引起了社会各界对外墙保温材料消防安全管理状况的高度关注。本文在集中分析建筑外保温材料的基础上,探讨现代建筑外保温材料与消防安全的关联性,探析可操作性的解决途径。

    关键词: 建筑外保温 消防安全 保温砂浆设备

    一、引言

    当前,随着我国大力推行“节能减排”工作的逐渐深入,建筑外墙保温的普及广泛成为重要的技术环节,发挥了重要作用。但是,一些建筑施工工程建设单位、设计单位以及施工单位忽视国家的法律法规和技术规范要求,采用可燃的外墙保温材料,加之施工现场安全主体责任不落实,监管不到位,从而引发多起特别重大火灾事故。2009年2月9日,央视新址由于燃放烟花爆竹引燃外墙外保温材料,造成了巨大的经济损失和恶劣的社会影响;2010年11月15日上海胶州路58人死亡70人受伤特别重大火灾事故和2011年2月3日沈阳皇朝万鑫国际大厦火灾事故。如何规范和加强建筑外墙保温材料的安全监管成为建筑行业关注的焦点。

    二、建筑外保温材料应用现状

    保温材料的英文解释是“thermal insulation material”,一般是指导热系数小于或等于0.2的材料。所谓外墙保温,是指将保温材料、抹面层、固定材料(胶粘剂、辅助固定件等)按一定方式复合在一起并安装在外墙外表面的非承重保温构造的总称。它通过隔断室内外热量传递,可以有效解决室内外温差大而造成的能源损失问题,并对外墙体起到保护和装饰作用,是目前国际建筑节能领域普遍采用的一种施工方法。

    (一)建筑外保温材料的类型

      目前,市场上的建筑外保温材料主要分为有机保温材料和无机保温材料两大类。其中有机保温材料主要为聚苯板(EPS)、挤塑板(XPS)、聚氨酯泡沫塑料(PU)、酚醛泡沫(PF)等,无机保温材料主要有岩棉、矿棉、玻璃纤维、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、加气混凝土、泡沫玻璃、泡沫混凝土等。

    无机保温材料与有机保温材料相比,应用温度范围广,不燃性能好。但综合各种材料的理化特性来比较,岩棉、矿棉等保温材料虽然价格略低,但污染环境,且使人浑身剌痒,不宜作为外墙保温材料。玻璃纤维不是硬质块状材料,应用比较困难。膨胀珍珠岩、膨胀蛭石等颗粒状松散保温材料,吸水率高,制品不抗冻融,松散不易使用。加气混凝土密度大,吸水率更高。泡沫混凝土保温材料具有轻质、保温隔热、防火、抗震、耐久、隔音、绿色环保、价格低等特点,但存在密度较大、韧性较差、保温性较差、易碎、韧性不足等缺点,要想取代聚苯乙烯等有机外保温材料需要在技术上有所突破,解决其不足。有机保温材料,如聚氨酯硬泡塑料PU、酚醛树脂泡沫塑料(PF)虽然不燃性较EPS、XPS略好,但成本的造价较高。

    (二)外墙保温材料的火灾危险性

    1.外墙保温材料自身的可燃和易燃性

    目前,我国最常用的外保温材料是聚苯板(EPS)、挤塑板(XPS),这两种材料市场份额超过80%。但未经过特殊处理的这两种材料燃烧性能为B2或B3级,而且聚苯板(EPS)、挤塑板(XPS)为热塑性材料,受火后极易形成大面积滴落、流淌火灾,火灾危险性极大。另一种常见材料是PU板及现场发泡PU,燃烧性能一般为B2级,也难以达到不燃要求。且这些材料在燃烧后,会分解产生氰化氢、一氧化碳等剧毒性气体,使人吸入后几秒钟就中毒身亡,且燃烧产生大量烟气,降低空间能见度,使人失去逃生能力。因此,目前我国普遍使用的外保温材料都是易燃、可燃材料,而一些燃烧性能相对较好的外保温材料,因为环境污染(如岩棉)、保温效果差(加气混凝土)、吸水性高(如岩棉、膨胀珍珠岩)、施工难度大(如酚醛泡沫)等原因,无法得到大面积应用,从目前的情况来看,单纯从外保温材料角度来考虑,还没有一种保温、环保、防火、施工便捷四者兼备的材料。

    2.外墙保温材料在施工构造中的缺陷性

    除了材料的燃烧性能,外墙保温材料一个重要的火灾危险性来源于构造,火焰自下而上的卷吸及燃烧后的滴落、流淌,很容易造成外保温材料垂直方向上的蔓延。尤其是一般幕墙内部常使用薄抹灰或现场喷涂,再进行幕墙施工,幕墙-空气间层-保温层这一类的大量应用,该种构造中保温板在幕墙内部与幕墙保持一定的空隙,空隙内存在大量空气,外保温材料一旦被引燃,内部极易形成“空腔”,火灾迅速蔓延。而且该类火灾因为幕墙挡住了消防用水接触外保温材料扑救难度极大。

    3.施工现场的复杂性

    在进行外墙保温材料施工过程中,尤其是在北方冬季寒冷地区要进行采暖和烘干,这些都需要临时拉接线路,极易引起电气火灾。另外,施工过程中经常要使用切割机等工具,切割过程中极易产生火花喷溅,如果周围存在大量可燃物容易引起火灾。在对一些设备、管道或支架构件进行焊接时,一旦操作不慎,易引起火灾。其次装修施工现场必须使用大量的照明设施,其中碘钨灯和大功率的白炽灯泡的使用率是最高的,这些高温照明灯具的表面温度极易引起周围可燃物燃烧而酿成火灾。

    三、加强外墙外保温材料监管工作的对策

    随着人们对节能环保需求的不断提高,外墙外保温材料火灾多发,对各级安全主管部门和行业部门提出了新的要求,必须尽快采取有效措施,破解目前外墙外保温材料监管的难题,减少火灾损失,保障广大人民群众的生命和财产安全。

    (一)完善法规体系

    无规矩不成方圆,统一严格的安全标准是一个行业健康有序地发展的必然要求和发展规则。外墙外保温行业在我国虽然已发展多年,但到目前为止尚无国家层面的技术规范。目前唯一沿用的外墙外保温行业规范是2005年编定的《外墙外保温工程技术规程》(JGJ144-2004),该《规程》中未涉及防火技术规定;09年央视火灾后,公安部、住房和城乡建设部联合制定下发了《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》,由于仅是一部规范性文件,《暂行规定》在各地未能得到有效执行,上海“11.15”火灾及沈阳万鑫大厦火灾暴露出规范性文件管理的严重问题;公安部2011年再次以部门文件的形式对《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》进行了从严要求,时至今日,外墙外保温国家技术规范仍然迟迟难以出台。

    国家标准的缺失给外墙外保温材料发展带来巨大问题,无法发挥强制性规范对产业良性发展的引领作用和对低端产能的淘汰作用。原有行业标准由于缺乏必要的防火要求,导致外墙外保温行业存在严重的先天性问题。我国的外墙外保温技术在推广之初就未能严格消防标准,造成大量的低端的保温材料产能盲目发展,低价劣质易燃产品充斥市场,整个行业徘徊在低水平低层次,目前这些企业仍在成本回收期,由于国家强制性标准的缺失,而之前文件式的管理模式缺乏必要的连续性和约束力,现有的低端产能集体处于观望状态,甚至以种种理由阻碍国家标准的出台和统一,导致落后产能不能有序退出市场,高端产能无法良性发展。特别是,由于缺乏国家强制性标准,防火性能长期是被剔除于外墙外保温材料成本之外的,不应流入市场的易燃、可燃材料得以堂而皇之参加市场竞争,并占据价格等优势,市场陷入无序竞争的“恶性循环”。

    从近年来在外保温材料在防火安全性方面的失控漏管及无序竞争不难看出当前国家标准的缺失已是外墙外保温系统安全可持续发展的瓶颈问题,因此建议必须尽快借鉴国外成熟的规范标准,制定严格的国家技术规范,发挥国家规范的淘汰性作用,尽快淘汰低端产能,严格规范市场行为,保证产业的健康安全发展。

    (二)创新技术应用

    由于历史的原因,在短时间内,我国的不燃外保温材料产能还难以满足使用需要,因此在重视材料防火的同时,若不能选择防火无机保温材料,就必须考虑一些构造措施,提高外墙外保温系统的整体防火安全性。外墙外保温系统的防火构造措施主要有四个方面:防火隔离带、挡火梁、无空腔构造和防火保护面层。

    1.防火隔离带

    防火隔离带能够有效地阻止火焰蔓延,防止外墙外保温系统墙面整体燃烧,起到“防火分区”和“防火间距”的作用,在外墙保温系统特别在空腔构造的幕墙结构中应大量应用。防火隔离带应选择不燃材料,在空腔结构中应是破坏空腔构造的整体技术,并且在垂直方向和水平方向都应该设置。防火隔断的尺寸应根据建筑的重要性和保温材料的燃烧性能确定并在规范中予以明确规定。需要指出的是对于使用热塑性可燃、易燃材料的外墙外保温系统,由于发生火灾时易发生滴落、流淌火灾,即使设置防火隔离带也容易发生火灾“跳跃式”蔓延,因此应用防火隔离带技术,必须同时对外墙外保温材料做出一定的限制。

    2.挡火梁

    为防止建筑内部火灾向外卷吸蔓延引燃外墙外保温材料,应规定使用非A级外保温材料的建筑物外墙开口部位(如外窗)上方应设置挡火梁。这种隔火构造方式原理与防火隔离带类似,不燃材料的挡火梁水平设置于门窗洞口的上边缘,并伸出门窗洞口竖向边缘一定长度,以防止室内火焰向上卷吸蔓延。

    3.无空腔构造

    有机保温板与基层墙体之间或与装饰面层之间如果有空腔存在,将在火灾发生时为燃烧提供氧气,在火灾发生后提供烟囱通道,加速火灾的蔓延。因此,无空腔做法可解决空腔带来的火灾危害。所以在保温板的施工工艺中,要避免使用产生空腔的点粘法,尽量采用满粘法。

    工程中常用的幕墙-空气间层-保温板这一类的构造就应该避免。该构造中保温板在幕墙内部并与幕墙保持一定的空隙,空隙内存在大量空气,保温材料一旦被引燃,将迅速蔓延,并且不易扑灭,因为幕墙挡住了消防用水接触保温板,如央视新址北配楼西立面的钛锌板-挤塑板就是这一类构造,火灾损失严重。这类构造的火灾危险性还体现在金属骨架上,金属骨架在施工的时候不可避免的要使用电焊、切割工艺,这些施工工艺会产生火星,容易引燃保温材料。

    4.防火保护层面

    保护面层可以减少和消除火灾对保温材料的侵袭,水泥砂浆就可以作为保温层的防火保护面层,不过在火灾条件下,普通水泥砂浆容易开裂,影响防护效果,应该改善防护砂浆的耐火性能;也可以采用玻化微珠保温浆料和岩棉等不燃材料作为防火保护面层。防火面层的厚度越厚,防火保护效果越好,应该通过试验和外墙外保温的防火要求确定防火保护面层的种类和厚度。

    (三)加大监管力度

    当前混乱的外墙外保温材料市场要求消防部门必须采取有效措施,进一步加大对外保温材料的监管力度,保护人民生命、财产安全。在建筑工程消防设计审核及消防设计备案抽查过程中,必须对外墙外保温系统设计重点严格审查,对设计中选用不符合要求的保温材料的,在责令改正的同时一律追究设计单位设计责任并从严从重予以处罚;在施工过程中,必须加强对施工现场的检查力度,严格落实施工单位及监理单位责任,严格从源头监管,对于现场发现使用不符合要求的保温材料的,一律追究施工单位、监理单位责任并从严从重处罚;在施工检查中,要督促并指导施工单位建立施工现场消防安全责任制度,落实动火、用电、易燃可燃材料等消防管理制度和操作规程,保障施工现场具备消防安全条件,保证在建工程竣工验收前消防通道、消防水源、消防设施和器材、消防安全标志等完好有效;要督促建设单位、监理单位充分重视外墙外保温材料产品现场见证取样环节,并加大消防部门直接抽样送检的频次,确保送检材料的真实性和代表性,保证结果的科学性和准确性;在建筑工程消防验收及竣工验收备案抽查阶段,要在见证取样结果的基础上,大力加强现场的实地检查,以高度的责任心做好外墙外保温材料的管理和监督工作。

    (四)增强防范意识

    外墙外保温材料火灾在起火原因上具有一定的特殊性,从已知的火灾案例来看,多数外墙外保温材料火灾为烟花爆竹及施工阶段的用火不慎引起,因此,必须有针对性地加强施工阶段及节假日等特殊时段的火灾预防。

    针对施工阶段的防范,应重点在外保温系统施工区域及时段采取特殊措施。在施工现场动用电焊、切割等明火时,必须确认明火作业涉及区域内没有裸露的可燃性外保温材料,并设专人监督,做好应急措施,必要时可在外保温材料表面设置水泥砂浆等不燃材料作为保护层及考虑在外保温材料进入施工现场前涂刷防火界面漆等。要特别加强外墙外保温系统施工现场消防安全的“四个能力”建设,施工单位应结合施工现场的特点,有重点的进行消防安全知识教育,增强职工的消防安全意识,使施工人员了解外保温材料的火灾危险性及特点,会扑救初期火灾,会自救逃生疏散,确保消防安全宣传到位、制度到位、设施到位、责任到位。

    针对节假日等特殊时段的防范,要科学合理划定烟花爆竹燃放区域及燃放时段,并严格加以执行。建筑物业管理单位要加强“四个能力”建设,要担负起宣传、教育的重任,在特殊时段加强“禁燃禁放”或燃放规则的宣传;要担负起发现和消除火灾隐患的重任,对于特殊时段要不间断的进行防火巡查,及时发现火灾隐患并扑救初期火灾;要担负起群众应对突发状况培训的重任,保证火灾情况下逃生有措施、疏散不慌乱。

    针对外墙外保温材料火灾燃烧速度快,蔓延迅速,容易形成立体火灾,烟气毒害性大、高空坠落物多等特点,消防部门必须提前谋划,认真做好外墙外保温材料火灾的灭火救援准备。要根据外墙外保温材料的火灾特点,深入研究与室内火灾扑救的差异性,在装备使用的实战效能上下功夫,科学合理制定灭火作战预案;要根据不同天气状况对外墙火灾的影响,组织火灾扑救和疏散救人的实战演练,在训练、实战中找对策、想办法,有效提高扑救外墙火灾的能力和水平。

    (五)加强行业自律

    外墙外保温行业在我国起步较晚,但由于缺乏有效监管,一开始就进入了无序竞争的恶性循环,低价劣质产品、低端产能充斥整个市场,恶性竞争带来的是成本的无限控制,防火性能被控制于成本之外,新兴材料得不到有效推广和发展,一个不争的事实是全国A级的保温材料现有产能达不到一个普通城市的需要量,行业低端发展的乱象可见一斑。一个规范的市场对行业的健康发展是有利的,混乱的市场最终的结果就是整个行业走向衰败和淘汰。外墙外保温行业从业者必须在部门有效监管的同时,加强行业自律,充分认识到行业的潜力,珍惜市场机遇,避免短视行为,通过规范自身的经营行为,自觉与假冒伪劣作斗争,严格执行国家标准,建立市场诚信,切实保证外墙外保温产业真正健康有序的发展。

    (六)落实责任追究

    2009年央视火灾、2010年上海火灾、2011年沈阳火灾……一系列震惊中外的重特大火灾的惨痛教训仍然未能唤醒一些疯狂“逐利者”的良知,2011年“3.15”晚会的专题报道再次警醒我们规范外墙外保温材料的管理必须采取更为强有力的措施。我们必须实施更为严格的火灾责任追究制度,在今后的火灾中,凡涉及到外墙外保温材料设计、施工不符合要求的,必须从源头开始倒查,严格追究生产厂家、经销商、建设单位、设计单位、施工单位、监理单位的责任,重处重罚,采取强有力措施净化市场。同时,对于监管部门,也必须采取更为严格的责任倒查制度,追究有关部门和个人的监管责任,切实采取超常规手段,保证外墙外保温市场健康有序发展。
 

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