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保温材料披上“防火外套”

放大字体  缩小字体 发布日期:2014-09-18   浏览次数:2655  分享到: 分享到腾讯微博
        进入秋季以来,全国各地建筑火灾现象频发,外墙保温材料被推到了风口浪尖,不少人认为,不合格的保温材料是导致火灾事故的根本原因。对此,安徽工程大学教授孙妍认为,把火灾的责任全部归结于保温材料并不恰当,房屋系统构造的抗火能力同样不容忽视。
 
  不可否认,国家建筑节能战略给建筑类产品带来无穷的发展的空间。有数据显示,建筑保温材料每年的市场需求量达到2500亿元,形成了一个庞大的市场。各式各样的保温材料可谓百家争鸣,但保温隔热功能和阻燃防火功能俱佳的商品确实并不多见。
 
  五条性能评判质量好坏
 
  保温材料是建筑保温体系的一个组成材料,因此,研究墙体保温、防火技术方案必须从系统的角度考虑所有组成部分的性能和适配性。
 
  孙妍指出,评判一种保温材料对房屋建筑项目的适配性,从技术的角度主要考虑以下5个方面。
 
  一是保温性能,材料导热系数越低,所需设计厚度越薄,对于导热系数大于0.045W(m2K)的保温产品,基本没有可能用于高节能要求的建筑上。二是尺寸稳定性,保温材料应具有良好的尺寸稳定性,如果用于工程上板材容易发生翘曲变形,就容易导致外饰面开裂渗水。三是吸水性能,保温材料在吸水状态下保温性能会急剧降低,因此工程所用的保温材料应是低吸水率的。现在很多的岩棉板、酚醛板、保温砂浆类材料都是高吸水性材料,实际的保温性能远远达不到理论效果。四是质量可靠性,常见的保温板材,尺寸固定,保温性能也是很稳定的,有可靠的保障。五是施工便捷性,目前,很多新型材料不具有相应的施工便捷性,例如真空绝热板等板材现场难以裁切,对基墙面的适配性很低。
 
  双向标准引发选材难题
 
  然而,对于建筑外墙保温材料的使用,我国有两个相关规定:一是2009年公安部、住房和城乡建设部联合印发的《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》,另一个则是2011年公安部消防局下发的《关于进一步明确民用建筑外墙保温材料消防监督管理有关要求的通知》。根据文件,前者要求建筑外墙保温材料“不应低于B2级(有机材料)”,而后者规定只能“选用不燃材料”。按照建筑材料燃烧性能定级,B2级材料为“可燃”,B1级为“难燃”,A级(无机材料)为“不燃”。显然,两份文件对外墙保温材料规定了不同的标准。
 
  两个文件对我国建筑外墙保温材料使用的不同规定,自出台之始便困扰了不少开发商与设计师。
 
  北京节能产品技术服务中心总工程师史勇表示,我国长期以来在A级防火材料上技术进步不大,产业发展水平并不高。若强行要求使用A级材料,市场的供给很难达到质量和数量的要求,而假如不使用A级材料,却违背了国家政策。“事实上,两个文件对于建筑外墙保温材料的使用并非完全对立,但我国建材市场A级材料发展不平衡的现实,直接加剧了两个文件的冲突。”史勇说道。
 
  与此同时,河北某建筑施工队工程部相关负责人表示,一般的工程都是以包工包料的形式跟承包方合作,投资方不会严格要求保温材料本身的性质,却通常指定保温材料的品牌及价格区间。无视材料性能,更谈不上防火性能。“如果使用A级防火材料,外墙成本将增加180~200元/平方米,谁会自愿多花钱。”该负责人表示。
 
  两个方面促进产业发展
 
  北京市建筑工程研究院顾问张立宇介绍,在最初制定建筑外墙保温材料政策时,首先要求保温,后因建筑高层化,才在保温基础上强行要求防火。但是,未来建筑越来越高,灭火难度越来越大,建筑保温与防火系统理应齐头并进,顺应政策变化、研发防火性能更佳的技术体系是未来的方向。换句话说,保温材料的防火性能要求和系统构造的抗火能力都是决定外保温系统防火安全性能的重要条件,两者缺一不可。
 
  从适应政策方面来看,张立宇表示,虽然现阶段建筑外墙保温材料无法与A级规定相适应,但可以逐渐改善。例如,住建部最新下发的046号文件,要求高于50米的公共建筑需要用A级保温材料,50米以下可用B1\B2级别保温材料,并且根据情况需设置防火隔离带。同时,防火与保温二者的关系要具体问题具体分析。例如:南方日光照射比较充足,刷一层涂料就能起到冬暖夏凉的作用,而北方则需采取相应的保暖措施。不同区域、不同项目、不同建筑高度所使用材料标准也不尽相同,不可一刀切地制定政策。
 
  从新产品开发方面来看,中国聚氨酯工业协会高级顾问黄茂松提出,将有机材料和无机材料相结合,构成复合材料,是未来建筑保温材料技术发展的重要途径。这一方式,发达国家早已实行,并取得良好效果:美国40%的防火保温隔音材料为复合酚醛树脂;英国、西欧、中东地区规定新建工程优先采用真空绝热保温材料板;法国、北欧地区的建筑部门认为只有现场发泡聚氨酯保温材料具有较好的防火性能;俄罗斯、东欧也广泛将酚醛泡沫保温材料用于公共建筑和高层建筑;日本颁布了《酚醛泡沫塑料作为标准建筑物耐燃材料》法令。
 
  保温材料防火等级划分
 
  国标GB8624-97将建筑材料的燃烧性能分为以下几种等级:
 
  A级(不燃性建筑材料):几乎不燃烧的A级WW保温材料。
 
  B1级(难燃性建筑材料):难燃类材料有较好的阻燃作用。其在空气中遇明火或在高温作用下难起火,不易很快发生蔓延。
 
  B2级(可燃性建筑材料):可燃类材料有一定的阻燃作用。在空气中遇明火或在高温作用下会立即起火燃烧,易导致火灾的蔓延,如木柱、木屋架、木梁、木楼梯等。
 
  B3级(易燃性建筑材料):无任何阻燃效果,极易燃烧,火灾危险性很大。
 
  保温材料性能大比拼
 
  保温材料依据材性来分类,大体分为有机材料、无机材料和复合材料。不同的保温材料性能各异,价格也千差万别,本策划按照材料的保温性能,即导热系数的大小依次排列,并就产品的组成、材性指标、应用价值及相关厂家等进行对比。
 
  真空绝热板
 
  导热系数傲视群雄
 
  该板材由无机纤维芯材与高阻气复合薄膜通过抽真空封装技术,外覆专用界面砂浆,制成的一种高效保温板材。
 
  空气的导热系数大约是0.023W(m2K),真空绝热板的导热系数绝对是现有保温材料中最低的,其最大的优势,也就是其保温性能可以傲视所有其他类型的保温材料。但是,真空度难以保持,若是发生破损,真空绝热板的保温性能即会骤降;其次,现有施工工艺导致板缝太多,热桥太多,引发结露的风险很大;再者,施工平整度也较难以控制,薄抹灰系统脱落的风险也较大;当前,该产品的造价相对较高,性价比的优势不大。如果该产品造价进一步降低,倒是可以考虑应用在阳台板面防止冷桥使用。模拟成果显示,在阳台板面铺设500mm宽的真空绝热板就能起到隔绝热桥的作用,那么阳台板面就不需要大面积的铺满厚达3厘米的挤塑板了。
 
  气凝胶绝热板
 
  兼备保温防火性能
 
  气凝胶材料被称为世界上最轻的固体,气凝胶绝热板以纳米二氧化硅气凝胶为主体材料,通过特殊的工艺复合而成。
 
  气凝胶绝热板具有耐高温、导热系数低、密度小、强度高、绿色环保、防水不燃等优越性能,同时兼具优越的隔声减震性能,是冶金、化工、国防、航空航天等领域不可或缺的高效隔热保温材料。这种产品集保温性能、防火性能于一体,是很难得的材料,但是即便是在欧洲,这种材料也没有大面积的应用于建筑工程领域。一方面这种产品的造价实在太贵,另一方面,对于承受冷热循环的外保温系统主要成分,该产品还需要经受更多的考验,目前国内还没有工程案例证明其用于外墙外保温的可靠性。按照我国的国情,气凝胶材料在很长一段时间内还将是处于实验室的产品,运用于工程外保温领域似乎还不可能。
 
  发泡聚氨酯板
 
  最大程度防止热桥作用
 
  发泡聚氨酯是以异氰酸酷、多元醇为主要原料加入添加剂组成双组分,经喷涂施工而成,具有绝热和防水功能。
 
  聚氨酯保温材料是单一有机保温材料中性能最好的。按照工艺分为现场发泡聚氨酯和工厂预制的硬泡聚氨酯板,现场发泡聚氨酯性能更为优良。由现场发泡聚氨酯制成的绝热板材具有非常好的整体性和防水性,因此非常适合用于屋面保温和防水、地下室墙体覆土内的保温防水,以及应用于干挂幕墙内的保温。且该材料施工操作方便,可以最大程度地防止热桥作用。而硬泡聚氨酯保温板板是衍生出来的产品,由于尺寸稳定性较差,相对膨胀聚苯板并没有太大的差异。根据部分厂家提供的双面涂抹砂浆的复合聚氨酯A级板材和检测报告显示,硬发泡聚氨酯板在一段时间内可以勉强过关,作为防火保温材料使用,但新防火检验标准出台之后,该类材料将不被认可。
 
  挤塑聚苯板
 
  内室保温最佳选择
 
  该板材以聚苯乙烯树脂或其共聚物为成分,添加少量添加剂,通过加热挤塑成型而制得的具有闭孔结构的硬质泡沫塑料制品。
 
  挤塑聚苯板也是集防水和保温作用于一体的材料,刚度大,抗压性能好,导热系数低,用于屋面、地面、地下室墙体覆土内的内室保温是非常合适的。但是这种板材透汽性差,尺寸稳定性差,与无机粘结砂浆相比,可粘结性也较差,用于外墙体保温中常见系统脱落、饰面开裂等质量事故,由于其造价并不便宜,该材料在外保温应用领域并不及膨胀聚苯板优势大。不推荐用于外墙体保温系统中。
 
  酚醛保温板
 
  日式建筑偏爱酚醛板
 
  酚醛板是由苯酚和甲醛的缩聚物与其他添加剂如固化剂、发泡剂、表面活性剂和填充剂等混合制成的多孔型酚醛泡沫板。
 
  国外生产的酚醛板具有较好的保温性能,其导热系数比挤塑聚苯板低,日本国家的夹芯保温体系大量采用酚醛板。但是国内目前推广力度小,生产技术也较为落后,其保温性能略差于国外产品。此外,国内生产的酚醛板存在着易粉化、机械强度低、脆性、无延伸性和吸水率高等弱点,用于外墙外保温薄抹灰系统将会出现严重的饰面开裂、脱落等质量事故。
 
  亚士真金板
 
  改性EPS最成功案例
 
  真金板采用相变包裹隔热蓄能技术加工而成,并具有断热阻隔连续蜂窝状结构,经过改性处理防火性能达到A2级。
 
  亚士真金板是目前国内可以看得到的改性EPS最成功的一个产品,真金板采用相变包裹隔热蓄能技术加工而成,因此板材自身并不会燃烧。亚士真金板实际上难以实现真正的防火A级,即便实现了A级性能, 则其代价也是非常高的。该保温板的理论性能和石墨聚苯板非常接近,但由于没有考察过实际工程案例,而且该板材的应用历史并不长,尚不能得出其在施工性能方面的应用价值。
 
  问世新材料
 
  纳米孔硅质保温材料
 
  纳米孔硅质保温材料是纳米技术在保温材料领域新的应用,材料内部的绝大部分气孔尺寸均为纳米尺度。根据分子运动及碰撞理论,气体的热量传递主要是通过高温侧的较高速度的分子,与低温侧的较低速度的分子相互碰撞传递能量。由于空气中的主要成分,氮气和氧气的自由程度均在70nm左右,当纳米孔硅质绝热材料中的二氧化硅微粒构成的微孔尺寸小于这一临界尺寸时,材料内部就消除了对流,从本质上切断了气体分子的热传导,从而可获得比无对流空气更低的导热系数。应用时,纳米孔硅质保温材料施工方便、价格便宜,是一种新型保温材料。
 
  特优岩绒喷涂保温涂层
 
  美国特优岩绒喷涂保温涂层具有卓越的保温绝热性能、A级不燃防火性能、出色的吸音降噪性能、先进的喷涂施工工艺和绿色健康环保产品等特性。特优岩绒喷涂保温层的施工工艺,能够很好的解决目前国内常见的粘接保温板材施工法容易出现移位、空鼓、脱落、防火性能差和无机砂浆保温层存在空鼓、脱落及绝热性能不佳的弊端。特优岩绒原材料采自天然岩石,无化学添加剂,被美国UL认证为A级不燃性建筑防火材料,其熔点超过1000°C,耐高温性能优越,火灾中不产生有毒烟气或熔融滴物,应用于建筑结构中,不仅可以保护房屋结构,还能为人们赢得逃生时间。

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