建筑节能在所有节能减排措施中是最为直接有效的节能方式之一。土木工程消耗了人类从自然界中所获能源的近二分之一,而人类从自然界中所能获 取的能源将越来越少:煤仅够200年开采,石油仅够25年开采,铀与天然气仅够40年开采。这些严峻的事实迫使人们必须正视建筑节能工作,众多的科研工作 者也十分清醒地认识到了上述意义,投身于建筑节能研究工作之中。 然而震惊世界的上海11.15特大火灾事故给我们敲响了警钟,此次高层建筑特大火灾的失火原因并非简单的是由电焊引起的,其根本原因是因为外墙选用 了不合适的保温材料。此类事件虽然有一定的偶然性,但其失火所造成的巨大损失却是一个必然事件。央视北配楼的保温层失火(如图1),北京奥林匹克乒乓球馆 的失火(如图2)和上海11.15特大火灾(如图3)等事件都具有高度的相似性,其火势发展特点一致,失火的原因都是因为有机保温材料着火。众所周知,我 国正在以全世界最快的速度进行最大规模建设,并在建设过程中强制性地推广建筑节能工程的应用,特别是近年来国家推广既有建筑节能改造项目,这就决定了保温 工程的数量、保温材料的用量会不断增加。而保温工程的防火安全隐患并未解决,2010年以来,因保温材料失火引发的火灾事件频发,仅是近几个月,这样的火 灾事故就不在少数。如9月9日,长春住宅楼电焊引燃外墙材料;9月15日,乌鲁木齐市一在建机关住宅楼保温材料引燃大火;9月22日,乌鲁木齐市一在建高 层住宅楼外墙保温层着火。从这些事件到如今的11.15特大火灾事故的发生,其外墙保温材料的火灾隐患决定了此类事件发生的必然性。本文将对有机保温材料 失火特点、危害等方面进行分析和总结,并对既有建筑节能改造中如何选用合适材料进行分析,为杜绝此类事件提出合理的预防措施与建议。
1 有机保温材料市场的现状 目前市场上常见的有机保温材料主要是模塑聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)、挤塑聚苯乙烯泡沫塑料(XPS)、硬质聚氨酯泡沫 塑料(PU)三种,前两种主要是以板材的形式出现(即挤塑板与聚苯板),硬质聚氨酯泡沫塑料(PU)主要以喷涂聚氨酯与聚氨酯板两种形式出现。有机保温材 料具有重量轻、保温隔热性能好、可加工性好等优点,其缺点主要是不防火、稳定性差、不耐老化等。 外墙保温材料现在执行的是2009年9月25 日公安部、住房和城乡建设部联合下发的《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》,按照规定,民用建筑外墙保温材料的燃烧性能不应低于B2级,建筑高 度100米及以上的住宅建筑和 50 米及以上的其他民用建筑,应用A级不燃保温材料。有机保温材料可以通过添加阻燃剂使其防火标准达到B1级,但是这种做法大幅度增加成本,因此目前市场上 90%以上的有机保温材料都是可燃的。而B1级防火标准其定义是难燃,其含义是离火自熄,在有明火的情况下,有机保温材料会产生融滴,当温度达到250℃ 以上时,其依然会燃烧。 建筑物外墙一旦使用了防火不达标的有机保温材料,无异于埋下了终身隐患。例如上海11.15特大火灾中所使用的喷涂聚氨酯,仅仅是电焊所产生的火花就将其点燃,从而酿成了无法弥补的痛。因此,人们一定要正视外墙保温材料失火这一重大问题,从根本上杜绝此类事件的发生。
2 有机保温材料失火的特点 (1)有机保温材料极易燃烧,其覆盖的建筑面积就是过火面积,即发生火灾时,其覆盖面有多高着火就多高,有多宽着火就多宽。 (2)释放大量有毒有害黑色浓烟,目前市场上绝大多数绝热保温材料选用均为有机发泡可燃材料,如EPS、XPS等,其中 含有大量的不饱基(—N=C=O),属于化学反应性极高的化合物,当与外来热源接触后,由于热量不易散发,温度会迅速升高,一旦达到材料的分解温度时,有 机保温材料就会发生分解反应或降解反应,产生大量可燃气体,而产生的可燃气体与空气中的氧气发生化学反应,引起燃烧,并引燃周围其它可燃保温材料,由于大 多数的保温材料在生产加工中加入各种助剂,包括阻燃剂,发泡剂等,有机保温材料的燃烧大多数为不完全燃烧,从而产生大量烟气,而烟气中的CO、CO2、 HCN、HCNO,DIOXION化合物等有毒有害气体又是导致人员伤亡的主要原因。