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我國外墻外保溫防火的技術研究和要求


 我國對外墻外保溫防火的研究工作開展得較晚,目前建筑防火規范中尚無針對建筑節能保溫的專項防火設計要求。在外墻外保溫系統的產品或工程標準中,雖然對防火問題有所關注,但限于缺乏基礎研究的支持,也僅能從保溫材料的燃燒性能上進行了要求,或僅提出了很原則、籠統的要求,而沒有詳細、具體的說明。這些標準包括《膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統》(JG 149-2003)、《膠粉聚苯顆粒外墻外保溫系統》(JG 158-2004)、《外墻外保溫工程技術規程》(JGJ 144-2005)等。

 

  中國建筑科學研究院建筑防火研究所自2004年開始關注外墻外保溫的防火問題,并著手進行外墻外保溫的防火研究工作。特別是自2006年以來,與外墻外保溫行業的科研、設計、施工、管理和系統生產企業一起,聯手進行外墻外保溫系統防火安全的研究工作。通過大尺寸模型火試驗來研究和評價外墻外保溫系統的防火性能,先后興建了6個火災模擬試驗基地,累計進行了數十次大尺寸模型火試驗和兩次實體建筑火災試驗。針對外墻外保溫系統存在的防火問題,從國內外外墻外保溫應用技術基本情況的調研入手,在試驗研究、調查分析、工程實踐等方面進行了廣泛、深入和持續的研究。

 

  經過近8年的研究,中國建筑科學研究院建筑防火研究所項目組從施工管理、標準規范、技術措施和工程應用等方面,提出了外墻外保溫防火的系統解決方案,形成行業標準和地方標準、技術導則、研究報告、專利、文章等多樣化的研究成果,其研究成果在多方面取得了突破和創新。

 

  通過研究國內外墻外保溫火災事故發生的原因及時段,參與編制完成了國內首部外墻外保溫施工防火地方標準。通過對國外防火規范、防火試驗方法標準及外墻外保溫應用技術的調研,確立了采用英國BS 8414窗口火試驗方法進行外墻外保溫系統防火性能試驗和評價方法的技術路線,并編制完成了國內首部外墻外保溫系統窗口火試驗及評價方法標準。同時,首次在國內進行了帶防火構造的外墻外保溫系統窗口火試驗,首次在國內進行了外墻外保溫系統(帶隔離帶)的實體建筑模擬火災試驗。在防火試驗實踐和對國外防火技術研究總結的基礎上,該研究所提出了擋火梁、防火隔離帶、保護面層、空腔隔離等構造措施的作用機理;提出了外墻外保溫材料燃燒性能等級與外墻外保溫系統防火構造相結合,以實現提高外墻外保溫系統防火安全性能水平的外墻外保溫系統整體防火的技術理念。該項研究引領了我國外墻外保溫防火技術的發展,推動了我國外墻外保溫防火技術的進步,為我國對于防火問題的決策和制定外墻外保溫防火政策、標準提供了重要參考。

 

  此外,公安部四川消防研究所也利用該研究所現有的實體建筑,研究了外墻外保溫系統的防火性能;公安部天津消防研究所自2009年也開始進行外墻外保溫系統的大尺寸窗口火試驗。經過多年的積極探索和對國外先進技術的借鑒,目前我國外墻外保溫技術已取得了豐富的研究成果。

 

  2009年9月25日,公安部與住建部聯合下發了《民用建筑外保溫系統及外墻裝飾防火暫行規定》(公通字〔2009〕46號),首次在我國提出了在外墻外保溫系統中設置防火隔離帶的要求。

 

  2011年12月30日,國務院發布《關于加強和改進消防工作的意見》(國發〔2011〕46號),提出“新建、改建、擴建工程的外墻外保溫材料一律不得使用易燃材料,嚴格限制使用可燃材料等明確要求,并責成住建部會同有關部門抓緊修訂相關標準規范,加快研發和推廣具有良好防火性能的新型建筑保溫材料,采取嚴格的管理措施和有效的技術措施,提高建筑外墻外保溫材料系統的防火性能,減少火災隱患”。

 

  2012年11月1日,住建部發布了第1517號公告,批準《建筑外墻外保溫防火隔離帶技術規程》為行業標準,編號為JGJ289-2012,自2013年3月1日起實施。

 

  2012年12月31日,國家質量監督檢驗檢疫總局、國家標準化管理委員會批準GB/T 29416-2012《建筑外墻外保溫系統的防火性能試驗方法》為國家標準,于2013年10月1日起實行,為評價外墻外保溫系統的防火性能提供了統一的試驗方法。

 

  2015年即將執行的《建筑設計防火規范》中明確了建筑外墻外保溫系統的防火要求,較全面地規定了外墻外保溫防火的具體技術內容。

 

  外墻外保溫系統的防火安全關系到人們的生命和財產安全,目前眾多企事業單位、業內專家和政府消防部門積極參與、共同研討,積累了豐富的試驗數據,取得了一些階段性的研究成果。以這些成果為基礎,相關標準的發布實施和相關應用研究工作的開展,將對我國外墻外保溫防火技術的發展產生重大的指導意義和推動作用,并將使我國外墻外保溫系統的防火安全性能得到保證和提高,建筑節能與消防安全得到合理兼顧。

 

  墻體保溫技術的發展與技術建議

 

  解決外墻外保溫的防火問題,可以從提高保溫材料的燃燒性能等級和增加外墻外保溫系統的防火構造措施兩方面入手。國際通行的做法是,如果外墻外保溫材料的防火性能好的話,則對保護層和構造措施的要求可以相對低一些;如果外墻外保溫材料的防火性能差的話,則要采用好的構造措施,對保護層的要求相對也高一些,總體上兩者應該是平衡的。基于這一思想,目前解決我國外墻外保溫防火安全的主要途徑應是采取構造防火的形式,這是適應我國國情和外墻外保溫應用現狀的一種有效的技術手段。

 

  在國內現有外墻外保溫工程火災中,大部分發生在施工過程中。主要原因在于施工過程中有機保溫板裸放,施工現場的防火安全管理措施不到位等因素。為此,要區分不同的情況,根據不同系統外墻外保溫材料的情況和構造做法,相應采取科學、適度、有效的防火構造措施,整體提高外墻外保溫系統的防火性能,這是目前解決外墻外保溫系統防火問題的主要手段。

 

  對建筑外保溫系統防火的具體建議如下:

 

  1.區分施工過程中的火災與使用過程中的火災。我國外墻外保溫火災的調查結果表明,大部分火災是發生在施工階段的,因此應加強施工現場的管理,而不是單一的要求提高有機保溫材料的燃燒性能等級。

 

  2.幕墻保溫體系的火災與抹灰類保溫體系的火災風險不同。中央電視臺新址北配樓火災和沈陽皇朝萬鑫酒店火災都是幕墻結構火災,與我們通常意義上的外墻外保溫火災不同。幕墻保溫的防火應有更嚴格規定,并且是今后研究的重點。采用不燃材料是一種解決措施,但還應結合空腔分隔措施,才能保證整體防火安全。

 

  3.解決我國外墻外保溫系統的防火問題,從根本上講要提高和改進保溫材料的耐燃性能。在目前可燃類保溫材料無法退出市場的情況下,必須保證材料的燃燒性能不低于B2級,這是外墻外保溫系統防火的基礎。

 

  4.增加防火構造可有效地提高外墻外保溫系統的防火性能,這是目前解決外墻外保溫系統防火問題的主要措施。材料防火與構造防火相結合,才能保證外墻保溫在建筑節能與消防安全間尋得平衡,使兩者協調發展,保證國家節能減排目標的順利實現。

 

  5.對不同類型和高度的建筑所采用的外墻外保溫材料和構造系統應有不同的要求。

 

  6.當采用的外墻外保溫材料燃燒性能指標較低時,可通過強化構造防火的方式彌補。例如,加強隔離帶、加設防火玻璃窗等,以實現系統整體安全的目標。

 

  7.如何區別對待不同防火等級的外墻外保溫系統是我們面對的一個新問題。因此,必須盡快建立一套完整的外墻外保溫構造及配套材料的防火性能測試方法與評價標準。

 

  外墻外保溫技術發展的目標應是在滿足節能減排要求的同時,集保溫、防火、裝飾等多功能于一體,并且與建筑同壽命,最大限度地實現“四節一環保”的新型建筑發展理念。

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