CONSTRUCTION SCIENCE AND TECHNOLOGY
中华人民共和国住房和城乡建设部主管 住房和城乡建设部科技发展促进中心主办
半月刊
建筑保温防火安全设计对比分析及研究方向展望
发布日期:2015-11-13

公安部四川消防研究所

葛欣国 卢国建 邓小兵

DOI:10.16116/j.cnki.jskj.2015.11.002

一、引言
《国务院关于加快发展节能环保产业的意见》(国发〔2013〕30号)提出:“完善激励约束机制,建立统一开放、公平竞争、规范有序的市场秩序。节能环保产业产值年均增速在15%以上,到2015年,总产值达到4.5万亿元,成为国民经济新的支柱产业”。从能源消费结构上来看,世界上工业、交通与建筑用能基本上三分天下,据报道,我国建筑能耗的总量逐年上升,在能源总消费量中所占的比例已从20世纪70年代末的10%,上升到
27.45%,逐渐接近三成,且逐步增加。在所有建筑能耗中,建筑围护结构特别是外墙面的能耗所占比例较大,因而墙体保温是建筑节能的重要方式之一。“十二五”规划纲要提出了要积极有序地发展节能环保产业,强化节能目标责任考核,完善节能法规和标准等目标。然而,随着保温技术在我国的广泛推广和应用,由保温材料引起的火灾事故时有发生:如2010年11月15日,位于上海市静安区胶州路的一栋住宅楼发生火灾,火灾造成58人遇难,火灾原因为实施焊接工作时焊渣引燃施工现场的保温材料所致。

保温材料类火灾事故的发生,不仅造成了巨大的财产损失,还会导致重大人员伤亡,这就使得外墙保温系统的防火安全性研究、防火保温材料的研发及相关规范、标准的制修订变得极为紧迫和重要。


二、国内外相关规定及研究现状


(一)我国相关规定
GB50016-2014《建筑设计防火规范》中的“6.7 建筑保温和外墙装饰”部分中,从内保温系统、保温材料与两侧墙体形成无空腔复合保温结构体、无空腔外墙外保温系统、有空腔外墙外保温系统分类,对于保温系统及保温材料,针对住宅建筑、设置人员密集场所的建筑及其他建筑,分别对保温材料及系统做出了燃烧性能等级和防火要求。与2009年出台的《民用建筑外墙外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》(公通字[2009] 46号)相比,新的规定中特别新增了采用B2或B1级保温材料的部分建筑外墙需采用耐火完整性不低于0.5小时的门窗的要求,这一规定在一定程度上进一步限制了可燃、难燃保温材料的应用范围。新增对内保温
系统、保温材料与两侧墙体形成无空腔复合保温结构体的防火设计要求,也解决了原来规定中对内保温和无空腔复合保温结构体缺乏相关规定的问题。


(二)英国相关规定
外墙和屋顶应具有足够的抵御火焰蔓延的能力,以限制火焰从一栋建筑蔓延至另一栋建筑。外墙应满足BR 135(BRE REPORT:Fire performance of external thermal insulation for wallsof multi story buildings)中关于系统全尺寸实验的性能标准要求(根据BS 8414-1: 2002 或者BS 8414-2: 2005判据进行测试)。
或者满足下列规定:
(1)外墙表面应满足BS 9999中图表45的规定。
(2)当建筑高度≥18m时,外墙构造使用的所有保温制品、填充材料(不含垫圈、密封材料及类似制品)等,应采用A2-s3,d2 级及以上级别(limited combustibility)的材料(见附录A),这一限制不适用于空心墙砌体。

(三)德国相关规定
(1)在疏散楼梯间及其相关区域内,其覆盖层、抹灰层及保温材料、吊顶及配件必须使用不燃建筑材料。
(2)在主要走廊和开放式通道中,其覆盖、抹灰以及保温材料、吊顶必须使用不燃建筑材料。
(3)建筑高度7米以下:可采用B2级(不低于E级)保温材料; 建筑高度7米以上22米以下:可采用B1级(B、C级)保温系统; 建筑高度22米以上:要求采用A级保温材料;医院、幼儿园等公共建筑必须采用A级保温材料。

(四)美国相关规定
IBC第26章第2603.5条规定:任意高度的I, II, III, 和IV类建筑的外墙系统,应符合条文2603.5.1-2603.5.7的规定。冷库类建筑外墙应采用不燃材料,建筑高度多于一层的冷库还应符合条文2603.5.1-2603.5.7的规定。V类建筑的外墙应符合条文2603.5.2,2603.5.3及2603.5.4的规定。2603.5.5条规定,外墙系统应按照 NFPA 285-2006要求进行检测。

IBC第26章规定 在此处被略去,详细内容请查阅建设科技杂志2015年第11期

三、保温材料和系统防火研究方向展望
一些火灾事故发生后,国内许多科研单位都加大了外墙保温系统防火和不燃、难燃外保温材料的研究力度,特别是“十二五”期间公安部四川消防研究所等科研单位对薄抹灰外墙保温系统、一体化保温装饰板系统的防火性能进行了系统的试验研究,开发了系列A级外墙保温材料,取得了一定的研究成果。
然而,现阶段所取得的成果距国家节能环保发展战略的需求还有一定差距。《国务院关于加快发展节能环保产业的意见》(国发〔2013〕30号)提出:“开展绿色建筑行动,到2015年,新增绿色建筑面积10亿平方米以上,城镇新建建筑中二星级及以上绿色建筑比例超过20%;建设绿色生态城(区),提高新建建筑节能标准,推动政府投资建筑、保障性住房及大型公共建筑率先执行绿色建筑标准”和“大力发展绿色建材,推广应用散装水泥、预拌混凝土、预拌砂浆,推动建筑工业化。” 随着绿色建筑的发展,我国也在大力推广超低能耗建筑,由住房城乡建设部科技发展促进中心和河北省建筑科学研究院会同有关单位编制的《被动式低能耗居住建筑节能设计标准》,已被批准为河北省工程建设标准,编号为DB13(J)/T177—2015,自2015年5月1日起实施,该标准是我国首部地方性被动式居住建筑节能标准,也是世界范围内继瑞典《被动房低能耗住宅规范》后第二本有关被动式房屋的标准。由于绿色建筑、超低能耗建筑对外墙系统保温节能效率的要求更高,这类建筑会更倾向于选择导热系数低的有机类保温材料,这无凝会带来了一些新的火灾风险。此外,随着建筑工业化的发展,工厂化装配式建筑由于建筑结构特点需要,往往会采用新的结构型式将保温材料与外墙板或幕墙在工厂预制集成,也会暴露出许多新的消防技术问题需要解决。新规范在实施过程中,有一些问题还需要进一步深入开展研究,如:呼吸式幕墙的防火设计要求,不同类型外窗对阻止火焰竖向蔓延的作用,热塑性和热固性保温材料在防火构造上的区别,工厂预制外墙保温一体化板的耐火/防火性能,新型高效防火保温材料应用等。


编者注:“IBC第26章规定”在此处被略去,详细内容请查阅建设科技杂志2015年第11期

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