酚醛泡沫铝单板幕墙保温系统防火性能研究

 http://www.lgmi.com    发表日期:2011-4-7 13:40:05  兰格钢铁
     黄振利1 居世宝1 季广其2 殷宜初3

    (1.北京振利高新技术有限公司,北京 100073; 2中国建筑科学研究院建筑防火研究所,北京 100013;3上海市合成树脂研究所,上海 201103)

    【摘 要】 酚醛泡沫作为防火保温材料,其性能指标满足外墙外保温系统的各项要求,考察防火等级为B1难燃级的酚醛泡沫应用于最苛刻的铝单板幕墙系统窗口火试验中保温材料的破损情况以及火焰在系统表面和内部传播的范围和状态,分析该材料在有无防火构造措施情况下的燃烧性能。通过试验研究,充分论证了防火隔离带、防火保护层、无空腔构造措施的可行性和有效性,抓住防火的关键要素——热释放速率和火焰传播两个指标,明确外保温防火实验方法、防火分级标准和适用高度,才更有利于保障外墙外保温系统防火的安全性和工程质量的长期稳定性。

    【关键词】 防火保温材料 防火构造措施 酚醛泡沫 实验方法 防火分级标准

    前言

    酚醛泡沫(Phenolic Foam,简称PF)是新型有机高分子保温材料,被誉为保温之王。酚醛泡沫不仅导热系数低、保温性能好,还具有难燃、热稳定性好、质轻、低烟、低毒、耐热、力学强度高、隔音、抗化学腐蚀能力强等多项优点,酚醛泡沫塑料原料来源丰富,价格低廉,而且生产加工简单,它可以现场浇注发泡、可模制、也可机械加工,可制成板材、管壳及各种异型产品。它克服了传统泡沫塑料型有机高分子保温材料易燃、多烟有毒、遇热变形等缺点,保留了传统泡沫塑料型保温材料质轻、施工方便等特点。由于其本身特殊的结构特点所决定:酚醛树脂分子主链上含有大量的芳基,热解残碳量高,燃烧的炭化层迅速覆盖在燃烧着的复合物表面,从而使火焰熄灭。酚醛树脂所具有的这些优良性能,为将它用于外墙外保温防火保温材料提供了可能性。

    1、酚醛泡沫优异的防火性能

    酚醛泡沫无需加入任何阻燃剂,氧指数即可高达40,属B1级难燃材料。添加无机填料的高密度酚醛泡沫塑料氧指数可达60~70,燃烧等级可达到A级,酚醛树脂分子结构中碳原子比例高,苯酚分子是良好的自由基吸收剂,在高温分解过程中,由断裂的甲撑桥生成的自由基迅速被苯酚分子吸收,组织反应继续进行,泡沫遇见火时表面能形成结构碳的“石墨泡沫”层,有效地保护了层内的泡沫结构,在材料一侧着火燃烧时,另一侧的温度不会升得较高,也不扩散,当火焰撤除后,火自动熄灭。由于石墨层的存在,表面无滴落物、无卷曲、无熔化现象、不具有火焰传播性,燃烧时的最大烟密度(SDR)不超过5,酚醛分子中只有氢、碳和氧分子,在高温分解时,只能产生氢、碳和氧构成的产物,除少量CO外,没有任何其它有毒气体,所以发生火灾时也便于消防员救援。

    最终固化的酚醛泡沫具有包括数个苯酚环并有甲撑桥连接的结构,由热力学可知,甲撑桥是有机物连接中受温度影响最小最为稳定的连接之一,这使得酚醛泡沫具有优异的热稳定性,可在150℃长期使用,短时间耐热200℃。经测定酚醛泡沫在1000℃火焰温度下,抗火焰能力可达120分钟,因此在耐火板材中得到应用,可制成酚醛泡沫防火墙。利用酚醛泡沫塑料的绝热、抗化学腐蚀性制成的保温材料,广泛用于石油化工、食品、交通运输、宾馆、公寓、医院等高级建筑物的外墙外保温板等行业,节能效果极其明显。

    2、外墙外保温系统的构造防火研究

    外墙外保温系统是否具有防火安全性,要考虑点火性和传播性两个方面的问题。点火性是指在火源或火种的条件下,系统是否能够被点燃或引起燃烧的产生,即系统自身的燃烧性能要求。传播性是指当有燃烧或火灾时,系统是否具有传播火焰的能力,即系统对外部火源攻击的抵抗力或抗火性能要求。

    从防火安全性的角度来看,外保温系统大致分为两类:一类是采用不燃保温材料的外保温系统,系统自身构造具有良好的防火安全性能;另一类是采用有机高分子保温材料的外保温系统,系统自身构造不能完全满足防火安全性要求,或具有较大的火灾危险性,应采取有效的防火构造措施。当外保温系统的保温材料采用不燃性材料或不具有传播火焰的难燃性材料时,外保温系统几乎不存在防火安全性问题。但是,在中国目前的技术条件下,聚苯乙烯泡沫(EPS、XPS)聚氨酯泡沫(PU)等可燃有机高分子保温材料在建筑外保温系统中的使用最为广泛,这是产生外保温系统防火安全性问题的起因,而随着节能标准逐步提高,胶粉聚苯颗粒、膨胀珍珠岩等浆料保温材料因为其导热系数高,无法满足较高节能标准,逐渐被限制和禁止使用。自 2005年至今,因为保温材料引发的火灾越来越多,2009年比较典型的火灾有央视新址园区在建的文化中心楼、中央美院宿舍楼、中国科技馆新馆、济南全运会场馆火灾、南京中环国际大厦又是一场大火等。面对外墙外保温材料引发火灾事故的严酷现实,市场对提高保温材料防火性能的呼声也越来越高。触目惊心的火灾案例给我们以足够的警示,因此,高层建筑的外保温防火安全性问题必须提上日程。

    2.1 外墙外保温防火技术现状

    2007年由北京振利高新技术有限公司、中国建筑科学研究院防火研究所、 北京六建公司、清华大学、北京建筑设计标准院、建设部发展促进中心、中国建筑材料科学研究院、北京市消防产品质量监督监测站八家单位共同完成了目前全国唯一一个国家科研成果“外墙保温体系防火试验方法、防火等级评价标准及建筑应用范围的技术研究”,与 2007年9月正式通过专家验收,并明确将外墙外保温系统防火试验方法、防火分级及适用高度列入标准。经建设部正式批准后成为《建设部2006年科学技术项目计划》研究开发项目编号:06-K5-35。

    在保温材料燃烧性能等级满足基本要求的条件下,以热释放速率峰值和火焰传播性的技术指标对外保温系统整体构造的防火性能进行分级(热释放速率峰值和总放热量是评价外保温系统抗火能力的关键技术指标,与其火焰传播性具有一定的内在对应关系。从本质上讲,热释放速率的大小与保护层的厚度直接相关,而保护层厚度是影响外保温防火性能的关键要素之一,因此,热释放速率峰值是评价外保温系统整体防火安全性能的主要技术参数),并确定不同等级外保温系统的适用建筑高度,是解决我国外保温防火问题的必由之路。

    外保温系统防火等级划分是提高防火安全性的有效途径。

    表一 非幕墙式居住建筑外墙外保温系统对火反应性能

    外保温系统防火级别 对火反应性能

    热释放速率峰值

    (kW/m2) 窗口火试验

    水平准位线温度(℃) 烧损面积(m2)

    J-Ⅰ ≤5 T2≤200且T1≤300或T2≤300(当选用保温燃烧性能等级为A级时) ≤5

    J-Ⅱ ≤10 T2≤200且T1≤500 ≤10

    J-Ⅲ ≤25 T2≤300 ≤20

    J-Ⅳ ≤100 T2≤500 ≤40

    表二 非幕墙式公共建筑外墙外保温系统对火反应性能

    外保温系统防火级别 对火反应性能

    热释放速率峰值

    (kW/m2) 窗口火试验 墙角火试验

    水平准位线温度(℃) 烧损面积(m2) 横向火焰传播距离 烧损面积(m2)

    G-Ⅰ ≤5 T2≤200且T1≤300或T2≤300(当选用保温燃烧性能等级为A级时) ≤5 ≤1.52 ≤10

    G-Ⅱ ≤10 T2≤200且T1≤500 ≤10 ≤3.04 ≤20

    G-Ⅲ ≤25 T2≤300 ≤20 ≤5.49 ≤40

    表三 幕墙式建筑外墙外保温系统对火反应性能要求

    外保温系统防火级别 对火反应性能

    热释放速率峰值

    (kW/m2) 窗口火试验 墙角火试验

    水平准位线温度(℃) 烧损面积(m2) 横向火焰传播距离 烧损面积(m2)

    M-Ⅰ ≤5 T2≤200且T1≤300或T2≤300(当选用保温燃烧性能等级为A级时) ≤5 ≤1.52 ≤10

    M-Ⅱ ≤10 T2≤200且T1≤500 ≤10 ≤3.04 ≤20

    2.2 外保温系统防火试验方法

    对外保温系统进行防火安全性能评价是以试验为基础的,试验方法所采用的试验模型应能够表征系统在实际火灾中的状态,试验结果应客观地反映外保温系统的防火安全性能。只有选择正确的试验方法,才能客观、科学地评价外保温系统防火安全性能。从试样尺度划分试验方法的类别,包括小尺寸试件试验、中尺寸试件试验和大尺寸模型火试验。

    表四 外保温系统的防火安全性试验方法表

    不同比例模型火试验 试验方法 试验核心

    小比例的模型火试验 锥型量热计试验ISO5660 针对局部构造或单一材料

    可燃性试验GB/T8626 针对单一材料

    氧指数试验GB/T2406 针对单一材料

    泡沫垂直燃烧GB/T8333 针对单一材料

    中比例的模型火试验 SBI试验EN13823 针对局部构造或单一材料

    燃烧竖炉试验GB/T8625 针对局部构造或单一材料

    大比例的模型火试验 墙角火试验UL1040 针对整个构造系统

    窗口火试验BS 8414-1 针对整个构造系统

    2.3 外墙外保温防火构造三种形式

    热量传递的三种基本方式:热辐射、热传导、热对流;与外保温系统整体防火构造三种形式具有一定的内在对应关系:

    保 护 层:包括防护层和饰面层。防护层以抹面浆料为主,其厚度和质量稳定性,决定系统层面构造的抗火能力。不同的保护层材质和构造,不同的施工质量,其抗火能力是不同的。防火保护层的存在能有效减少热释放速率峰值,并改善火焰传播性,提高系统防火等级。

    防火分隔:系统防火分隔构造或分仓构造的存在,能够有效地阻止火焰的蔓延。防火分隔包括建筑层的防火隔离带、门窗洞口的隔火构造、系统自身的分仓构造等。作为防火隔离带和挡火梁的保温材料,要求在火灾条件下,具有阻隔火焰和热量传播的能力,并在高温火焰条件下仍具有良好的尺寸稳定性。

    空腔构造:空腔构造的存在可能为系统中保温材料的燃烧及火焰的蔓延提供充足的氧。外保温系统中贯通的空腔构造和封闭的空腔构造对系统的防火安全性能的影响程度是不同的。特别指出的是,在火灾条件下,由于系统中热塑性保温材料受火后的收缩、熔化甚至燃烧,可能导致空腔的形成或封闭空腔的贯通,有空腔的系统会有利于火焰传播,对系统的阻火性产生不利的影响。

    3、大尺寸模型火试验简介——窗口火试验BS 8414

    3.1 试验目的

    模拟外墙外保温系统在窗口火试验下的受火状态,确定外墙外保温构造系统阻止火焰蔓延的能力,以及在火作用下构造系统中保温材料的破损状态。

    3.2 试验依据

    英国BS 8414-1:2002 Fire Performance of External Cladding Systems–– Part 1:Test method for Non– Load Bearing External Cladding Systems Applied to the Face of the Building(《外部包覆系统的防火性能-第1部分:建筑外部非承载包覆系统试验方法》)。

    3.3试验模型(见图1所示)

    <1> 试验装置应代表建筑的墙面,由砌筑体或砌筑填充物构成,具有垂直的主试验墙和在其一面并与之成90°角的回转墙(副墙),主墙应提供符合条件的燃烧室。试验设备应持久耐用,不影响试验进程,设备自身不要出现不适当的损坏和失真。

    <2> 主试验墙垂直并至少高出燃烧室顶部6000mm,最小宽度为2600mm。

    <3> 回转墙(副墙)垂直并与主试验墙高度相同,最小宽度为1500mm;副墙应与主墙垂直建造,距燃烧室开口边缘(250±10)mm。

    <4> 燃烧室位于主垂直试验墙的底部,火焰能够从其开口喷出。开口尺寸高为(2000±100) mm、宽为(2000±100) mm;燃烧室应至少 4.275 m3,内部尺寸至少宽为1900 mm、深为1000mm、高为2250mm。将符合规定的合适热源放置在燃烧室内。

    图1 窗口火试验模型图 图2-1测点位置示意图 图2-2构造测温布点示意图

    3.4 试验方案

    表五 第1轮试验选用点框粘酚醛泡沫板薄抹灰铝单板幕墙系统窗口火试验窗的试验方案:

    基层墙体

    ① 系统的基本构造 构造示意图

    粘结层

    ② 保温层

    ③ 抗裂防护层

    ④和⑤ 饰面层

    ⑥

    砌体墙 酚醛泡沫板粘结砂浆 70mm厚酚醛泡沫板(600*1200) 5mm抹面砂浆复合耐碱网布(用塑料锚栓⑦与基层固定) 2.5mm铝单板

    <1> 系统用点框法粘贴,粘贴面积大于40%,保温板与基层墙体的粘贴(保温板之间相互贴实)有空腔构造,在非火灾条件下,空腔是不贯通的,系统无分仓防火构造。

    <2> 试验模型墙体的边角部位玻璃纤维网格布翻包加强。系统内部未设置防火隔离带。

    <3> 酚醛泡沫板面抹5mm抗裂砂浆作防火保护层。

    表六 第2轮试验选用胶粉聚苯颗粒贴砌酚醛泡沫板铝单板幕墙系统窗口火试验窗的试验方案:

    基层墙体

    ① 系统的基本构造 构造示意图

    粘结层

    ② 保温层

    ③ 找平层

    ④ 饰面层

    ⑤

    砌体墙 基层界面砂浆+15mm胶粉聚苯颗粒贴砌浆料 经防火界面剂处理70mm酚醛泡沫板(600*400) 20mm胶粉聚苯贴砌浆料找平层 抹面砂浆复合耐碱网布+2.5mm铝单板饰面

    施工时每根龙骨后面的空腔用胶粉聚苯颗粒贴砌浆料封堵,窗口上檐20cm和侧边10cm均抹胶粉聚苯颗粒贴砌浆料做防火隔离带,饰面层统一做,墙体上下和侧边用铝单板全部覆盖

    3.5 试验条件

    <1> 试验开始时的环境温度应在(20±15) ℃的范围内,雾天或时间仓促时不能进行试验,试验前任何方向的空气流速不得大于2 m/s。

    <2> 试验火源:试验用火源为规则码放的方木条,码放后的尺寸为1.5 m×1.0 m×1.0 m。点火采用经石油溶剂油浸泡后的纤维板条,点燃堆积的木材(云杉、松木、杉木等)。

    <3> 温度测点:根据BS 8414-1,水平线1、2分别设有8个测点,如上图2-1所示。对于每个测温点位置有3个热电偶,分别位于保温层中心(编号I)、保护层中心(编号M)、整体构造外部(编号E),如上图2-2所示。另外在燃烧室的窗口及内部分别设置了6个热电偶,环境设置了2个热电偶。温度测点总数为 56个。

    <4> 试验监测:试验过程中,除温度测点外,还从3个不同的方位对火源和墙体的受火面进行了摄像。

    3.6试验结果

    <1> 试验进程与观察现象

    点火开始后,数据采集与观测约40分钟。点框粘酚醛泡沫板薄抹灰铝单板幕墙系统(主墙龙骨处空腔厚度为11cm,副墙为17cm),燃烧10分钟时,部分酚醛泡沫板碳化,靠火焰部位酚醛泡沫板被阴燃,热对流通过龙骨空腔部位迅速向竖直方向上窜,空腔结构在受火攻击后很容易开裂,火焰直接攻击,火焰的温度很高(这是燃烧条件之一——达到有机物燃点),而空腔中有空气(这是燃烧条件之二——供氧),因此有机保温材料酚醛泡沫板就会燃烧。当空腔的空气受热迅速膨胀,在空腔中风速会很大,会增大热对流速度,导致有机保温材料温度上升快,到达着火点后燃烧。热量积聚到一定程度,致使铝板开始融化。对胶粉聚苯颗粒贴砌酚醛泡沫板铝单板幕墙系统(主墙空腔厚度为7cm,副墙为13cm),燃烧15分钟时,部分酚醛泡沫板泡沫碳化,靠火场部位直接受火焰攻击、高温热辐射作用铝板开始融化,试验过程中墙体表面出现少量火焰,但未见蔓延,也未发现其它异常现象。

    <2> 环境温度曲线——环境温度测点曲线见下图:

    (图3-1是点框粘酚醛泡沫板薄抹灰系统; 图4-1胶粉聚苯颗粒贴砌酚醛泡沫板系统)

    图7-1环境温度曲线 图8-1环境温度曲线

    根据上图得知:两次实验环境温度都满足实验要求。

    <3> 墙体温度曲线——墙体水平线1的测点温度曲线见下图

    (图3-11~图3-13是点框粘酚醛泡沫板薄抹灰系统;图4-11~图4-13胶粉聚苯颗粒贴砌酚醛泡沫板系统)

    图3-11 level1铝板外部温度曲线 图4-11 level1铝板外部温度曲线

    根据上图得知:通过两次实验数据对比,铝板外表面在火焰的作用下处于850℃以上的高温,保温层内部酚醛材料均出现了剧烈燃烧,铝板自身具有蓄热性、传热性、散热性极强的金属材料,使金属表面温度快速上升,因右图采取了厚的保护层构造,有效阻挡了火焰对保温材料的直接攻击,抵消部分热量传递。

    图3-12 level1方钢龙骨空腔温度曲线 图4-12 level1方钢龙骨空腔温度曲线

    根据上图得知:通过两次实验数据对比,左图900℃以的上高温,进一步证实了系统内部保温材料酚醛出现了剧烈燃烧,加上系统采用点框粘做法系统内部空腔加速了热对流的速度,加速了系统其它部位的酚醛材料进一步燃烧,右图由于采取了双分仓构造,空腔内部温度在150℃左右,有效的控制了火焰在系统内部传播的范围,即使在火焰高温热辐射条件下,使得部分酚醛材料阴燃后也不会快速产生较高的热量,双分仓构造有效的阻断了热量传递、控制了火灾的蔓延。

    图3-13 level1保温层温度曲线 图4-13 level1保温层温度曲线

    根据上图得知:通过两次实验数据对比,左图测点温度900℃以上, 5mm厚的抗裂砂浆无法抵挡火焰直接攻击及高温热辐射,使得火焰迅速渗透到系统内部,使得酚醛材料出现了剧烈的燃烧,右图由于采取了20mm厚胶粉聚苯颗粒保温浆料作为防火保护层,保温层内部温度在150℃左右,在门窗洞口的四周及在门窗洞口上边缘的设置挡水梁防火构造。防火性能也随着保护层厚度增加而增强,具有良好的抗火性能。设置挡火梁可以免受火源对系统的直接攻击,具有较好的隔火作用。

    ——墙体水平线2的测点温度曲线见下图:

    (图3-21~3-23是点框粘酚醛泡沫板薄抹灰系统;图4-21~4-23胶粉聚苯颗粒贴砌酚醛泡沫板系统)

    图3-21 level2铝板外部温度曲线 图4-21 level2铝板外部温度曲线

    根据上图得知:由于水平线2的测点位置远离水平线1的测点位置,铝板外部温度:左图600℃以的上高温、右图400℃左右。水平线1的测点位置离火源比较近,测得的温度数据普遍高于水平线2的温度。

    图3-22 level2方钢龙骨空腔温度曲线 图4-22 level2方钢龙骨空腔温度曲线

    根据上图得知:尽管水平线2空腔部位在火焰的作用下处于高温,左图空腔温度在800℃以的上,右图由于采取了双分仓构造,层内各测点的温度均低于200℃

    图3-23 level2保温层温度曲线 图4-23 level2保温层温度曲线

    根据上图得知:尽管水平线2的保温层在火焰的作用下处于高温,温度达900℃以上,右图由于采取胶粉聚苯颗粒保温浆料作为外保温系统防火保护层和挡火梁防火层,使得层内各测点的温度均低于120℃

    <4> 试验后观察

    试验后,对点框粘酚醛泡沫板薄抹灰铝单板幕墙系统保温层的损坏程度进行了观察,发现该系统受火部位的保温材料基本被烧光,燃烧高度为8米,烧损面积为 25m2,仅靠提高保温材料燃烧等级是无法满足幕墙系统高标准防火等级要求,并不能阻止大型火灾试验状态下的火焰传播, 不符合标准判定条件。

    对胶粉聚苯颗粒贴砌酚醛泡沫铝单板幕墙系统保温层的损坏程度进行了观察,发现只有系统表面墙体受火部位的酚醛泡沫板被烧损后炭化,其它部位的酚醛泡沫板完好。燃烧高度为2米,烧损面积约为4m2,满足幕墙式建筑外墙外保温系统对火反应性能要求。

    防火构造的措施:

    1)关键措施——增加保护层厚度

    根据竖炉试验结果,防火性能也随着保护层厚度增加而增强,各测点温度随保护层厚度的增加而减少;点框粘酚醛泡沫板薄抹灰铝单板幕墙系统保护层只有5mm厚的抗裂砂浆,难以抵挡火焰对系统的热辐射作用。对于胶粉聚苯颗粒贴砌酚醛泡沫板铝单板幕墙系统保护层是20mm胶粉聚苯颗粒浆料,胶粉聚苯颗粒浆料导热系数较水泥砂浆低很多,在遇火及热作用时,向内部传递热量少且慢,热量集中在聚苯颗粒保温浆料层表面,对内部酚醛泡沫板保温层的防火保护作用较水泥砂浆等刚性材料更加显著。

    现用胶粉聚苯颗粒保温浆料作为外保温系统防火保护层,胶粉聚苯颗粒保温浆料是一种有机无机复合的保温隔热材料,聚苯颗粒的体积大约在80%左右,导热系数0.06(w/m•k)。胶粉聚苯颗粒在受热时,通常包含的聚苯颗粒会软化和熔化,但不会发生燃烧。在长期受火作用时,由于聚苯颗粒被无机料包裹,其中被包裹的有机聚苯颗粒熔融后将形成封闭的空腔,无机胶凝材料作为支撑骨架,此时该保温材料的导热系数会更低,可以大大延缓热量由外向内的传递,对建筑结构墙体起到很好的热保护作用。

    2)避免贯通的空腔构造

    采用燃烧等级为B1胶粉聚苯颗粒贴砌浆料满粘酚醛泡沫板,双面覆合防火性能较好的贴砌保温浆料找平,系统防火性能达到A2级(不燃)。与条粘或点框粘酚醛泡沫板相比阻断了火焰的蔓延,同时也分担了部分温度的压力,缓解了高温对酚醛泡沫板热辐射影响。因此形成复合保温层后有利于提高保温层的耐火性能及高温辐射稳定性,适用于防火等级要求更高的铝幕墙体系建筑的使用。

    一般条粘或点框粘酚醛泡沫板做法存在空腔,易留下从下往上的火道,产生烟囱效应,增大了防火隐患。采取胶粉聚苯颗粒贴砌浆料满粘酚醛泡沫板可有效地控制火灾蔓延、热辐射和次生烟尘灾害。系统无空腔作法杜绝引火通道,进一步提高了高层建筑外保温层的安全性。

    3)金属幕墙系统防火措施——双分仓构造

    外保温系统的火灾风险是火焰传播,对于不具有阻止火灾蔓延的外保温系统,采取防火分隔措施是十分必要的,并且这种防火分隔措施一定要合理,才能保证措施的有效性。不燃或难燃材料制作的挡火梁和隔离带等防火构造措施能起到减少火焰传播范围的作用。

    双分仓防火隔离带:

    在建筑外墙外保温系统中,水平或垂直设置的能阻止火焰蔓延的带状防火构造。采用双分仓构造防火措施,各自分担了两个系统防火任务,有效的阻止了火灾条件下火焰通过外保温系统自身传播。在进行最苛刻铝单板幕墙系统窗口火试验中,点框粘酚醛泡沫板薄抹灰铝单板幕墙系统无任何防火隔离带措施。

    胶粉聚苯颗粒贴砌酚醛泡沫板铝单板幕墙系统根据横纵向龙骨面积大小、龙骨空腔大小、外饰面材铝单板,对各龙骨间进行分仓防火构造,由于铝单板是个蓄热性、传热性、散热性极强的金属材料,对保温材料抗热辐射能力提出了更高的要求。用胶粉聚苯颗粒对龙骨进行分仓,能够有效地阻止火焰向相邻龙骨仓蔓延,保证了每个龙骨仓之间的相互独立性,有效阻滞了火灾蔓延;对相邻保温层进行分仓防火构造,有效的控制了火焰在系统内部水平方向与垂直方向的传播范围和保温材料的破损面积,阻断了因保温材料阴燃后产生的热量传递。通过实验进一步验证了,可以通过改变分仓面积的大小,采用双分仓构造,来进一步地提高有机保温材料的防火性能。

    3.7 结论

    <1> 试验结果表明,施工质量对于防火构造的效果极为关键,良好的技术节点处理可避免不同的保温材料间的连接处出现薄弱环节,阻隔外界空气的进入,使可燃有机保温材料即使达到燃点也只会熔融而不会发生燃烧,不燃或难燃有机保温材料如酚醛泡沫表面仅有碳化不会发生燃烧。可燃性有机保温材料的燃烧特点是燃烧剧烈传播迅速,对于不同构造的建筑保温层厚度是有区别的,发生火灾后由于可燃性有机保温材料燃烧对建筑承重构件耐火极限的影响、产生的热量和有毒烟气进入室内的比例及在整个火灾所造成的破坏和损失所占份额也是不同的,需要具体分析并根据不同情况,采用不同的解决方案和措施。

    <2> 根据公安部、住房和城乡建设部联合发布了《民用建筑外保温系统及外墙装饰暂行规定》(简称“46号文件”)文件内容,第五条——幕墙式建筑应符合下列规定:建筑高度大于等于24m时,保温材料的燃烧性能应为A级。现在我们采用B1级有机保温材料酚醛泡沫板加上采取合理有效的防火构造措施(保护层、防火分隔、空腔构造),也可以满足金属铝单板、石材等非透明幕墙结构建筑的高标准防火等级要求,对原46号文件内容技术规定的一种有效补充与扩展。

    <3> 通过这两次防火实验数据对比,认识到要保证外保温系统防火安全性,坚决控制外保温的热释放速率和火焰传播两个指标,这样就可抓住防火的关键要素。

    <4> 我国地域广,南北温差大。应根据不同地区、不同气候条件对外保温的技术要求不同,相应采取科学适度有效的防火构造措施和采用高效隔热难燃有机保温材料,这决定了我国外保温系统的种类必然是多样化。

    4、参考文献:

    [1] 唐路林,李乃宁,吴培熙编著.高性能酚醛树脂及其应用技术.化学工业出版社,2008

    [2] 殷宜初. 国内外酚醛泡沫的开发与应用.新型建筑材料. 2004 (10):46-48.

    [3] Yichu Yin. Fireproof Phenolic Foam in Building Applications 〔J〕.Macromaterials and Nanomaterials.2009,(11): 116-121.

    [4] 季广其.外墙外保温防火技术途径.建筑节能,2008,11.

    [5] 宋长友,黄振利,季广其,陈丹林.外墙外保温防火技术现状及其问题探讨.建筑科学,2008,02.

    [6] 宋长友,刘祥枝,陈丹林,季广其.外墙外保温防火构造应用经济分析.住宅产业,2008.05.

    [7] 石金柱.外墙外保温系统的防火措施分析.建筑节能,2009,07.

    [8] 邓守勇. 外墙外保温系统的防火应从设计入手.2008.12

    [9] 外墙外保温施工工法,中国建筑工业出版社,2007.

    [10] 外墙外保温技术百问(第二版),中国建筑工业出版社,2007.
文章编辑:【兰格钢铁网】www.lgmi.com
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