3 建筑外墙外保温材料燃烧安全性能分析。
3.1 EPS 聚苯板。
EPS 聚苯板由可发性聚乙烯珠粒经加热预发泡后在模具中加热成型,制成具有闭孔结构的聚苯乙烯泡沫塑料板材。它既可制成不同密度、不同形状的泡沫制品,又可加工出各种不同厚度的泡沫板材。产品因其价格较廉、施工方便而应用广泛。
选择 2 批次 EPS 聚苯板为热塑性材料,在不太高的温度下燃烧,就会发生收缩、融化和滴落;在较高温度下会发生快速滴落。 SBI 中单体燃烧试验点火器火焰温度为 30 kW,仅模拟墙角垃圾桶燃烧的火焰大小,试验过程中前 600 s 聚苯板的滴落物未超出燃烧器范围,说明前 600 s 无燃烧滴落物 /颗粒,但当 SBI 单体燃烧试验点火器火焰温度达900 kW 时,燃烧滴落物范围增大,快速燃烧并引燃旁边的刨花(见图 1)。
SBI 单体燃烧试验仅以试验前 600 s 滴落物是否燃烧作为判定,但当试验进行到 600 s 后,由于温度升高等原因,滴落物发生了二次燃烧(见图 2)。
从图 2 可以看出,第一个峰值出现是聚苯板燃烧过程的热释放情况,第二个峰值出现是垂直样品受火区域已经完全滴落情况,正是由于滴落物燃烧引起了放热加剧。
从试验现象可以得出:EPS 聚苯板这类热塑性材料,遇火融化收缩、滴落流淌,非常容易被引燃发生二次燃烧,且二次燃烧火焰持续时间长,燃烧流淌物容易引燃附近可燃、易燃物品,易增大火灾的蔓延性和引燃范围。
3.2 XPS 挤塑板。
XPS 挤塑板是以聚苯乙烯树脂为原料加上其他的原辅料和聚合物,通过加热混合并同时注入催化剂,挤塑压成型而制造成的硬质泡沫塑料板。常用于建筑物屋面、钢结构屋面和建筑物墙体保温层。
XPS 挤塑板与 EPS 聚苯板相似,在燃烧情况下也会产生滴落物,发生二次燃烧。图 3 为 B2 级 XPS挤塑板滴落物无需加大火焰,在远离燃烧器的位置自发剧烈燃烧。试验结束后关闭燃烧器,滴落物仍持续燃烧直至燃烧殆尽。
从试验现象可见,XPS 挤塑板这类热塑性材料,遇火也会融化收缩、滴落流淌,非常容易被引燃发生二次燃烧,且二次燃烧的火焰持续时间长,燃烧流淌物容易引燃附近可燃、易燃物品,增大火灾的蔓延性和引燃范围,具有潜在风险。
3.3 建筑外墙外保温材料燃烧安全性能分析。
通过上述试验分析比较可以看出:
(1)在外墙外保温材料中,EPS 聚苯板和 XPS挤塑板这类热塑性材料,遇火融化收缩、滴落流淌,非常容易被引燃发生二次燃烧;二次燃烧的火焰持续时间长,燃烧流淌物容易引燃附近可燃、易燃物品,增大火灾的蔓延性和引燃范围。
(2)火灾事故的发生与火源、易燃物和蔓延性相关,当材料遇火源燃烧,若为易燃材料时燃烧迅速,但也只是自身的燃烧;当材料燃烧后容易引燃其他材料或物体,迅速造成蔓延和扩散的情况,则将造成大范围火灾,后果严重。EPS、XPS 材料燃烧后的滴落物二次燃烧易使火灾事故范围扩大、滴落物聚集、燃烧持续时间更长、破坏性更大。特别是室外火灾中,着火点燃烧向上传播,燃烧滴落物引起下部空间燃烧,致使火灾范围双向扩大,与工程现场的其他可燃物一起燃烧,继而形成建筑的立体燃烧,损失更大。
4 建筑外墙外保温材料应用及燃烧安全性能的探讨。
(1)“11.15”静安住宅楼火灾后,相关文件规定:
对建筑外墙外保温一律使用燃烧性能 A 级材料,但A 级外墙外保温材料中生产过程自身高能耗、污染环境、资源紧张等问题也困扰着整个行业。随着(GB 50016-2014)《建筑设计防火规范》标准的实施,经过一段时间的有机外保温材料“休克”使用期后,达到燃烧性能 B1和 B2级的有机外保温材料均将允许在工程中使用,但要防止“一管就死,一放就乱”的状况。应对涉及有燃烧滴落物的产品标准或技术修订规范,建议完善对燃烧性能附加滴落分级的要求。
(2)掌握建筑材料的燃烧性能固然重要,但更重要的是如何防止火焰在建筑物内外、建筑物之间快速蔓延,因此对建筑外墙防范火焰传播的技术要求须及时补充完善。现在国家行业标准(GB/T29416-2012)《建筑外墙外保温系统防火试验方法》通过窗口火试验对外保温系统构件的火焰蔓延进行评价,虽对构件防火性能的评价起到了作用,但该试验规模较大,试验周期较长,反映的是整体保温构件的防火性能,对材料的火焰蔓延性能评价较为缺乏。我国应适时引入(ASTM E84)《建筑材料表面燃烧的隧道测试方法》,进行外墙外保温材料的抗火焰蔓延性试验。该方法有别于测试一些抗火焰蔓延性能差的、有燃烧滴落物的外墙外保温材料,能体现材料的改进和性能。
(3)由于 EPS 板生产后有可燃气体的释放周期,在生产企业和工程的堆放场地等集中堆放时,其火灾风险也很高。因此建议:
① 在建筑外保温工程中慎用遇火熔融滴落物燃烧现象严重的 EPS 聚苯板、XPS 挤塑板产品。
② 在生产、运输、存储、使用 EPS 聚苯板和XPS 挤塑板等有机外保温材料的过程中,注意必要的保护和区域的分隔,尽量远离火源,减少火灾发生的风险。
(4)生产企业应积极开展材料的改性探索研究,降低外墙外保温材料烟气毒性和燃烧滴落物的危害。(图表略)
参考文献:
[1] 陆津龙,姚玉梅。建筑外墙保温工程火灾频发的反思[J].上海城市发展,2011(5):29-31.
[2] 沈丽华,姚玉梅,何一鸣。建筑外墙有机保温材料防火性能技术改进措施探索[J].上海化工,2012(10):20-23.
[3] Building Code of the City of New York. Plus Reference Stan-dards and Selected Rules and Regulations of the Departmentof Buildings[S].