外墙外保温系统防火性能的探讨—季广其

各位领导，各位来宾大家早上好。因为外墙外保温的防火也说了这么几年了，从央视大火开始促成了46号文46号文是防火的政策性的法规，央视大火以后又接着上海的大火和沈阳的大火催生了65号文，后来又有国务院的46号文，公安部和建设部也先后转发了这两个文件。应该说这么几年来外墙外保温的防火业界在持续的研讨，到今天是不是有一个结果呢？还没有一个最终的结果。我想下一个月十八大要开了，我们应该是期待外墙外保温的防火能够有一个基本的说法。

    我今天把整个我们实验研究的过程，对一些问题的看法跟大家进行一个探讨。

    还是从根源上看，首先我们怎么认识火，这几把火烧了造成了这么大的损失，究竟是怎么着的，我们应该吸取什么教训。这是对火灾简单的归纳总结，央视大火幕墙的，上海111大火是外墙外保温，沈阳的大火也是幕墙的，从这几次火灾整体上看保温材料不合格，构造有缺陷，施工管理不善是造成这几场火的主要原因。所以说我想大家还是对火有一个正确的判断。

    为什么会着火呢？我们也可以从最简单的燃烧的角度，燃烧三要素，点火源，可燃烧物质，氧气，这三者缺一不可，按照这样的路子找下去，我们就发现火灾的成因有管理问题，有材料问题，也有构造上的问题。而在我们国家外墙外保温防火的特点跟国外有些或者是有很大的差异。合格的产品它的施工过程防火安全还有使用过程的防火安全，还多了一个不合格的产品施工过程的防火安全和使用过程的防火安全。我们做了一项电焊外来火源等等一切可能在施工现场想到的火源，看他会不会引起我们保温材料的燃烧。这是B2级的紧缩板还有B2的聚氨酯，这火没有着起来，可见在正常使用条件下我们合格的产品火灾风险相对的还是比较小的。

    第二个问题外保温的火灾风险与评价方法，外保温的火灾风险我想到目前为止业界已经达成了一致，也就是说外墙外保温的火灾风险主要是火焰传播或者是火灾蔓延。第二个评价方法我们的外墙外保温究竟安全还是不安全，我们引出了英国的BS8414-1，这个窗口火的实验方法也是从我们实际火灾中衍生出来的，我们只不过是拿着人家的东西照搬照用，我们一般的民用建筑火灾荷载是多少呢，每平方米500兆焦，我们用的窗口火的实验方法荷载是2250个兆焦，远远大于我们实际的民用建筑的火灾荷载。这个实验底下是一个燃烧池，有火源的过渡区，还有火源蔓延的观测区，这对你的实验结果有直接影响的。我们比较一下，观测的是外墙外保温的火焰传播性，而你的火源控制非常的重要，根据标准的要求热释放速率峰值是3正负0.5，这个范围都是符合实验条件的。按照误差算的话，按照0.5算误差它的火灾的热释放偏差是16.7，如果按照最大和最小算是40%。我们要清楚为什么要做大尺寸的模型火实验。这底下两个模型活实验控制了标准，另外一个没有控制火源，火源本身的火焰就已经超过了第二条判定线。

    我们看一下聚氨酯的效果，没有火焰蔓延，能不能判合格还要取决于你的实验条件，你火源的火焰高度和判定原则。我们比较一下，英国的窗口火实验和德国的窗口火实验，他所用火源的能量也是不一样的，但是这两个实验之间是有联系的，按照理论分析和实验验证的结果这两个实验基本上它的结果应该是等效的，只不过取得火灾的部位是不一样的。

    请大家关注一下判定条件，我们现在英国的标准，英国的建筑法规里面也用的是B2135，英国认证公司用的是LPS1581，一个是三个判定条件，一个是六个判定条件，假如说第二条L2线温度限定在600度，这个结果可信还是不可信，这是我们现在要关心的，因为下一步就要用到。另外一个从整体的外墙外保温大概念来看，我们的外墙外保温和幕墙，彩钢板夹心这两个应该是区别来的，不应该把彩钢板夹心他的火灾风险都归到我们外墙外保温上。

    另外一个我们的实验研究也做了这么几年，我们现有的成熟几个系统比如说144所涵概八大类，它的安全性如何，到底是安全的还是不安全的，是能用还是不能用，我们的实验结果有结论但是这个结论能不能得到相关部门的认可，也就是说你如果说认为我现在这些系统是不安全的，那好，我们首先应该解决已经使用的外墙外保温防火问题，不能让老百姓住在有火灾风险的房子里。如果你认为它是基本安全的，我们现在需要调整，需要改进。如果说它是安全的，我们可能就简单一些，只是说在现有基础上怎么样提高我们现有的外墙外保温系统。

    第三个是关于系统的防护安全性能。系统的防护安全性能我想不是一个有争议的问题，应该说主要从目前来看主要是防火构造，系统是不是安全，说到防火很简单，第一个就是着不点的着，第二个是点着了能不能烧的起来，至于说用什么样的方法和指标是具体的你所用的方法问题。

    我们现在认定外墙外保温三个基本构造，保存厚度，防火分割，空腔构造主要是指幕墙的空腔。看我们做的实验结果到今天为止我们一共是做了61次大模型的火实验。EPS薄抹灰保护层的，还有其他自身构造比如说厚抹灰，包括表面贴瓷砖，贴瓷砖本身对外保温系统的防火肯定是有好处的，因为增加了保护层的厚度。硬泡聚氨酯，这几个贴板的，喷涂的都做过了，都是满足我们实验要求的。

    另外一个我们也做了3层小楼的实体建筑火灾实验，这3层小楼做了外保温两年以后我们点了一把火，柜子里面没有办法再摆放可燃烧的东西了，我们是按照最大的的燃烧量，烧下来也没有出现过渡的燃烧和火源蔓延的状态。想给大家说明一下我们现在用的窗口火的实验方法和你实验时候用的系统材料的性能包括实验墙的施工质量，实验墙的养护等等条件有关。也就是说我通过了窗口火实验，会认定你这种构造是满足防火要求的，但是不排除实际的操作过程中出现不按规范做的情况。我给你出这个报告还是具有一定风险的，我想这应该是制约我们现在窗口火实验方法推出的问题。

    我们通过这么多实验，还得出一个很重要的结论也就是说B1级和B2级的EPS保温板在窗口火实验条件下没有大的差异。

    第四个说一下保温材料。因为今天是绿色建材的会，从防火的角度说一下保温材料。保温材料的种类我们现在知道无机的，有机的，有机无机复合的，这几把大火可能我们现在很多A级的保温材料有很多，实际上我想防火话题以外说一句，有了防火性能好的保温材料不一定就能用于外墙外保温。因为外墙外保温本身是一个系统，而不是单一的一种材料。所以我们现在防火问题关注的重点仍然是有机的保温材料。

    有机的保温材料用于外墙外保温，应该说是我们国家实行建筑节能一个技术进步，因为最初我们用了很多无机的保温材料，到后来由于节能的原因实际上经历了从无机到有机的跨越，这几年因为防火问题得体出我们还有哪些无机的材料可以用。

    我们看一下统计数字，北京市2009年一个样本的统计，德国2006年，2009年的官方统计数据，从这几个数据上看用量最多仍然是EPS，从目前技术成熟的角度上说EPS薄抹灰仍然是比较成熟的，我们现在知道有三个版本，一个是老的97版本，还有06版本，还有一个即将推出不知道是12还是13的版本，都是把保温材料分成A，B1B2B3，这里面跨越了三级，B3不合格的，B2是现有产品的标准要求的，B1是46号文以后很多B1级的材料出来了65号文以后很多的A级检验报告也出来。实际上我们保温新材的水平刚好是从B2过渡到B1。比如说EPS的B1和酚醛的B1还有很大的差异。这是我们产品标准现行的规定，EPS，XPS，聚氨酯硬泡都是B2级的。

    从防火安全的角度看，这几种材料能不能达到B1呢，EPS从目前的检测情况来看技术上可以达到，但是对其他性能是不是有影响还没有搞清楚。硬泡聚氨酯也可以达到B1级的，但是能不能满足外墙外保温系统全部要求，而酚醛这里面想说一个国外的都是把酚醛的防火性能降低，改善它其他的性能。我们实际上不应该把酚醛往A级上靠，这个技术路线是不是正确呢。看一下保温产品的燃烧性能，这是按照97版做的，这是几个判定条件。这里面简单说一下复合A，对于热塑性的材料按照相关的检验方法是不适用的，对于热固性的材料，比如说硬泡聚氨酯两个指标不好达到，一个是产烟毒性，你的产烟量不可能达到15%，而小老鼠实验大家都知道硬炮聚氨酯的毒性实验应该是通不过的。这是我们烧的临界状态的硬泡聚氨酯，保温材料的燃烧性能等级和他的安全性这不是一个概念。硬炮聚氨酯是热固性的，遇火以后很快达到热的峰值，随后产生的碳化层有挡火作用，温度很快就降下来了。

    再看一下06版的，从理论上讲只要你里面用的是有机的保温材料，是不可能达到A级的，因为这里主要是燃烧热值，这里面关注一下主要组分和次要组分，什么是主要组分呢？厚度大于等于一个毫米或者是单位面密度大于等于一公斤。这两个有一个就算是主要组分，主要组分就按照每公斤多少个兆焦耳。次要组分小于1.0公斤每平米，并且小于一毫米，这几种材料EPS，XPS，燃烧热值40个兆焦耳所有，是不可能满足A2要求的。假如说我有5公分的硬泡聚氨酯，外面加了一米厚的钢筋混凝土同样达不到A2级，我们分级方法的本身合理不合理，它和我的防火安全性能是不是一个概念。

    另外说一下新标准有机保温材料的B级，两个公式，硬泡聚氨酯热固性的红线是他的峰值，最后就降低了，这个峰值很大，根本达不到B级或者是C级，当然了不排除有个别的样品能够达到。

    所以说对保温材料有三点认识。第一个保温材料的燃烧性能等级取决于实验方法和分级指标。

    第二个外保温系统对硬泡聚氨酯的要求或者是对保温材料的要求不只是防火性能。

    第三个保温材料的燃烧性能等级与系统的防护安全不能等同。

    最后简单说几个大家非常关注的问题。

    一个是EPS低落的危险性，这是在实验状态下低落物，这个滴落是燃烧的，这是什么条件呢？我有实验的火源直接辐射的情况下在燃烧，假如说对于高层着火了，这个滴落物掉下来还会不会烧，对于这个实验滴落物还要不要，有多大的意义，这也希望大家共同探讨。

    还有热固和热塑，它的防火性能差异非常的大，到目前为止我们相关的技术法规也好，标准规范也好，没有把这两种东西区分开来。只是认燃烧性能等级，燃烧性能等级对于硬泡聚氨酯来说有难度，因为你的方法不适用。

    另外一个是防火隔离带，防火隔离带到底是干什么用的，硬泡聚氨酯需要不需要防火隔离带，防火隔离带宽度是多少，是20，还是30，我们在德国看到15的也有，10公分也有。当然我们用30公分的防火隔离带只要对其他性能没有影响，如果没有什么坏处的话我们也未尝不可用。这是德国工程测下来的照片。

    另外一个我们做了窗口火实验通过了，这个表示什么呢？我可以用在多少高度的，英国建筑法规里面18米为界，18米以下，18米以上，按照英国建筑法规来说18米以上要用B级的，如果通过窗口火实验可以适用于18米以上的。而这一张片子是我们和BRE的托尼在交流的时候他给我们的结果，他写的是A2级，英国的建筑法规里面写的是B级，不管是B级还是A2级，按照英国建筑法规通过窗口火实验就等同于A2级或者是B级，我们新的建规征求意稿子当中限定了一百米，一百米以上用A级从目前管理水平看应该说还是比较适用的。