宋曉惠

火災(zāi)引發(fā)的建筑外墻保溫材料更新的思考和防火措施

宋曉惠

用建筑垃圾再生材料制造泡沫混凝土砌塊的優(yōu)勢是：質(zhì)量輕、可屏蔽輻射、每平方厘米承壓0.4兆帕、成本低、附加值高和利潤空間大，完全可以代替石化產(chǎn)品的建筑材料，用于隔熱和保溫；使用尾礦、粉煤灰為原料生產(chǎn)泡沫混凝土外墻保溫板，強度會更高。生命、財產(chǎn)的安全重于泰山，為了避免火災(zāi)悲劇重演，防患于未“燃”，國家建筑行業(yè)和有關(guān)職能部門應(yīng)出臺規(guī)定，杜絕使用危害百姓生命的建材，以確保民眾工作、生活安全，財產(chǎn)免遭損失。由于使用泡沫混凝土生產(chǎn)外墻保溫材料，徹底取代用石化原料生產(chǎn)建筑外墻保溫材料，這種新材料的使用前景廣泛、消費市場廣闊、發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

高樓；建筑保溫材料；泡沫混凝土；石化原料；阻燃材料

一、火災(zāi)過后的思考與啟示

遼寧省沈陽市第一高樓皇朝萬鑫大廈是當(dāng)?shù)氐牡貥?biāo)式建筑，投資30億元。2011年除夕夜因燃放煙花爆竹引發(fā)了火災(zāi)，金碧輝煌的皇朝萬鑫大廈被大火燃燒了近10個小時之后，變成了一片焦黑的殘骸。經(jīng)調(diào)查事故起火原因是皇朝萬鑫大廈的外墻包裹了一層易燃保溫板，樓層之間沒有防火隔離帶。當(dāng)年東北地區(qū)建筑行業(yè)普遍采用這種易燃保溫板，這是單純注重御寒保暖功效，導(dǎo)致嚴(yán)重后果的典型案例。

我國改革開放以來，城鎮(zhèn)化發(fā)展速度不斷加快，建筑行業(yè)的各種外墻保溫材料廣泛應(yīng)用，由此引發(fā)的火災(zāi)也時常發(fā)生。例如，2008年的深圳市舞王俱樂部特大火災(zāi)，2009年的中央電視臺大樓火災(zāi)，2010年的上海高層公寓特大火災(zāi)，究其原因，都是因為使用了易燃的外墻保溫材料，造成高層建筑火災(zāi)發(fā)生。這些沉重警示告訴人們，除了提高防火意識以外，采用安全防易燃的建筑保溫材料也至關(guān)重要。

目前，我國建筑市場上銷售的外墻保溫材料苯板、擠塑板、聚氨酷板，都是由聚苯乙烯、聚氨酷等有機(jī)材料制成的。在我國建筑設(shè)計施工中，使用的外墻外保溫材料90%以上都是擠塑聚苯乙烯泡沫塑料、模塑聚苯乙烯泡沫塑料、硬質(zhì)聚氯醋泡沫塑料等有機(jī)質(zhì)絕熱材料。這些有機(jī)保溫材料的最大缺陷是，模塑聚和擠塑聚苯乙烯泡沫塑料易老化，安全性和耐火性能極差，在800℃條件下會產(chǎn)生熔融變形滴落。

北京市消防局提供的資料顯示，中央電視臺大樓外墻使用的是新型節(jié)能保溫材料擠塑聚苯乙烯泡沫塑料板，這種新型材料在北京地區(qū)很多建筑工程項目中都有使用，這種材料雖然具有高抗壓、防潮、不透氣、耐腐蝕和導(dǎo)熱系數(shù)低等優(yōu)點，但仍是一種可燃性建筑材料。北京市政府要求使用聚苯乙烯板材做保溫層時，必須在每個樓層之間設(shè)有防火隔離帶，以確保樓房中一層起火，不會蔓延到其他樓層。使用普通的聚苯乙烯板材價格為100元/ m2，如果增加防火層，價格就要增加兩倍，為300元/m2，所以，一些施工方在一些外墻保溫材料中多選擇添加阻燃劑，降低材料成本。對小規(guī)模火源引起的火災(zāi)，阻燃材料能幫助消防人員爭取一定的滅火時間，但對于大的火勢，阻燃材料就難以遏制住火勢的蔓延。目前我國部分企業(yè)生產(chǎn)的阻燃材料，銷往國際市場的產(chǎn)品能達(dá)到阻燃標(biāo)準(zhǔn)，但銷往國內(nèi)市場的產(chǎn)品達(dá)到阻燃標(biāo)準(zhǔn)的不多，企業(yè)為了降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，大多能少用就少用、能不用就不用，以達(dá)到利潤的最大化。目前，我國大中型樓堂館所使用阻燃產(chǎn)品的比例還不到1%。

為了徹底解決外墻保溫材料易燃的問題，我國研究出利用建筑垃圾、粉煤灰、尾礦等工業(yè)固體廢棄物制成的泡沫混凝土砌塊外墻保溫材料。該保溫材料的原材料屬于無機(jī)物，是工業(yè)固體廢棄物，其優(yōu)點是：不搶占當(dāng)下有限的資源和能源，原材料本身不可燃燒。重新和循環(huán)利用廢棄物，符合發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)和節(jié)能減排的要求，節(jié)約資源和節(jié)省廢棄物堆放地，使用安全、節(jié)能、保溫，市場廣闊、發(fā)展?jié)摿薮?。如果用尾礦、粉煤灰為原料生產(chǎn)泡沫混凝土外墻保溫材料，強度會更高。

我國各地大中城市的建筑物火災(zāi)教訓(xùn)，給眾多生產(chǎn)、銷售建筑外墻保溫材料的企業(yè)敲響了警鐘，要防患于未“燃”，就不能再使用石化原料生產(chǎn)建筑外墻保溫材料，必須用泡沫混凝土生產(chǎn)外墻保溫材料。泡沫混凝土外墻保溫材料安全、可靠、節(jié)能、保溫，消費市場廣闊、發(fā)展?jié)摿薮?。要徹底避免火?zāi)悲劇的重演，必須從原材料的根源上抓起。生命、財產(chǎn)的安全重于泰山，國家建筑行業(yè)和有關(guān)職能部門必須禁止使用危害百姓生命的建材，以確保民眾的工作環(huán)境和人身安全，使財產(chǎn)免受重大損失。

二、預(yù)防火災(zāi)的措施方法與技術(shù)手段

為了避免和防止火災(zāi)的發(fā)生，必須擁有和切實落實對建筑物預(yù)防火災(zāi)發(fā)生的具體有力措施，重點解決好提升鋼結(jié)構(gòu)物件耐火極限和迅速降低火場溫度的問題。

1.阻隔溫度和提升鋼結(jié)構(gòu)耐火極限

現(xiàn)代先進(jìn)的防鋼結(jié)構(gòu)耐火技術(shù)是噴涂鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，以保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)遇火后不易變形，《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料》規(guī)定鋼結(jié)構(gòu)防火涂料分三種類型：超薄型、薄涂型、厚型。超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料涂層厚度不大于3mm，薄涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料涂層厚度為3mm，以上不大于7mm，這兩類涂料具有較好的裝飾效果，高溫時膨脹增厚，耐火隔熱；厚型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料涂層厚度大于7mm，不大于45mm，這類涂料呈粒狀面，密度小，熱導(dǎo)率低，耐火極限為0.3～ 3h。

鋼結(jié)構(gòu)防火涂料因防火隔熱性好，施工不受結(jié)構(gòu)形體限制，一般不需要加輔助設(shè)施，涂層質(zhì)量輕，并有一定的裝飾作用，是鋼結(jié)構(gòu)物件防火的有效措施。鋼結(jié)構(gòu)涂料涂抹在鋼體表面上，起到了防火、隔熱、保護(hù)的作用，阻止了鋼結(jié)構(gòu)物體在火災(zāi)中，迅速升溫降低其強度、變形和塌落。防火隔熱原理是：對涂料不燃或不助燃，能對鋼構(gòu)物件起到屏蔽、防止熱輻射的作用；涂層中部分物質(zhì)吸熱或分解出水蒸氣和二氧化碳?xì)怏w，起到了消耗熱量、降低溫度和燃燒速度、稀釋氧氣的作用；防火保護(hù)層最主要的作用是涂層本身多孔輕質(zhì)或熱膨脹后形成炭化泡沫層，熱導(dǎo)率降低，阻止了熱量向鋼結(jié)構(gòu)物件的傳遞，推遲了升溫時間，提高了鋼結(jié)構(gòu)物件的耐火極限。

2.迅速排煙和降低火場溫度

樓房室內(nèi)火災(zāi)的發(fā)展過程分為三個階段，即初期增長階段、充分發(fā)展階段和衰減階段。一是初期增長階段，放出的熱量不斷劇增，可燃物上方溫度高且不斷上升。由于受房間頂棚的阻擋，使房頂下方向的溫度四面擴(kuò)散，形成了沿房間頂棚表面平行流動薄的熱煙氣層。當(dāng)達(dá)到一定厚度時，就會向室內(nèi)中部擴(kuò)散，很快便會在頂棚下方形成漸厚的熱煙氣層。二是火災(zāi)充分發(fā)展階段，這時的熱煙氣層溫度和中心溫度一樣，在夏季一般房屋的門、窗都打開著的情況下，煙氣層的厚度低于門、窗上沿的高度時，煙氣會很快排出室外。在火災(zāi)蔓延中，煙氣排放速度的快慢，直接影響煙氣層高度的變化，煙氣排放速度快于其產(chǎn)生的速度，煙氣層的高度就會快速升高，很快達(dá)到威脅人的生命安全的高度。

建筑物防排煙方式有三種：自然排煙、機(jī)械加壓送風(fēng)防煙和機(jī)械排煙。控制煙氣下降較好的方法是自然排煙和機(jī)械排煙，自然排煙方法的優(yōu)點是不用大的動力設(shè)備，運行維修費少，可兼作換氣用；在樓房頂棚開設(shè)排煙口，自然排煙效果更好。在設(shè)計施工中，對跨度大的建筑鋼結(jié)構(gòu)物件，進(jìn)行防火處理和在頂部結(jié)合采光、通風(fēng)設(shè)置，有效排出建筑內(nèi)的高溫?zé)煔猓匀慌艧煷翱捎行г鰪婁摻Y(jié)構(gòu)物件的耐火極限，防止鋼結(jié)構(gòu)屋頂垮塌，保證人員實施滅火、及時安全施救被困人員和疏散運送財產(chǎn)物資。

3.磚木結(jié)構(gòu)建筑的消防方法和先進(jìn)的技術(shù)手段

（1)必須設(shè)置消防通道和消防車專用水源設(shè)施。建筑防火要保證有合理暢通的消防通道，其寬度為3.5～4米，能方便進(jìn)出消防車輛，建筑周邊要設(shè)有環(huán)形消防車通道，保證消防車輛進(jìn)出暢通無阻。建筑周邊還要修建消防車專用水源設(shè)施，確保消防滅火有充足的用水量。

（2)采用先進(jìn)的消防技術(shù)設(shè)施。安裝火災(zāi)自動報警系統(tǒng)，根據(jù)《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》和木結(jié)構(gòu)建筑的實際情況，選擇火災(zāi)探測器種類與安裝方式。在建筑物周邊容易蔓延火災(zāi)的場合，設(shè)置固定或移動式水槍。為了不影響木結(jié)構(gòu)建筑的結(jié)構(gòu)和外觀，自動噴水的水管和噴頭可安裝在天花板的梁架部位和斗拱屋檐部位。為了防止誤動作或冬季冰凍，自動噴水滅火裝置應(yīng)采用預(yù)作用的形式。

（3)確定消防疏散路線。安全疏散時間應(yīng)根據(jù)建筑的耐火等級、高度、火災(zāi)危險性來確定。明確疏散路線，視火災(zāi)發(fā)生的具體地點和位置，選擇有效疏散的路線，千萬不能阻擋滅火人員的撲火搶險路線。

（4）不同火情的撲救方法?；馂?zāi)發(fā)生后，要迅速到火災(zāi)現(xiàn)場查明被困人員情況，明確起火部位、火勢蔓延方向和燃燒物的性質(zhì)，了解消防通道位置、建筑物件燒損程度和有無倒塌危險情況；對不同建筑、部位和火災(zāi)發(fā)展的不同階段，迅速組織人員實施滅火施救；集中射水力量，保護(hù)建筑物的承重能力和屋頂構(gòu)架的機(jī)械強度，防止建筑物坍塌，造成二次損失。當(dāng)火勢已經(jīng)形成向外蔓延趨勢，立即采用包圍堵截的方法，最大限度地阻止火勢蔓延，以減少人員傷亡和財產(chǎn)損失。

（5）使用新型清潔環(huán)保阻燃劑，目前有納米型、膨脹型和磷系新型無鹵阻燃劑，這些清潔環(huán)保阻燃劑的優(yōu)點是：熱穩(wěn)定性好、高效、抑煙、阻滴、安全、無毒，對環(huán)境不造成污染。

（6)防煙排煙技術(shù)，建立防煙的分隔區(qū)、封閉避難區(qū)和軟質(zhì)活動擋煙垂壁、玻璃擋煙垂壁。用抑煙劑對建筑材料和家具進(jìn)行阻燃和消煙處理。

（作者單位：吉林省經(jīng)濟(jì)管理干部學(xué)院建筑工程學(xué)院）

10.16653/j.cnki.32-1034/f.2016.07.030