火灾引发的建筑外墙保温材料更新的思考和防火措施

宋晓惠

火灾引发的建筑外墙保温材料更新的思考和防火措施

宋晓惠

用建筑垃圾再生材料制造泡沫混凝土砌块的优势是：质量轻、可屏蔽辐射、每平方厘米承压0.4兆帕、成本低、附加值高和利润空间大，完全可以代替石化产品的建筑材料，用于隔热和保温；使用尾矿、粉煤灰为原料生产泡沫混凝土外墙保温板，强度会更高。生命、财产的安全重于泰山，为了避免火灾悲剧重演，防患于未“燃”，国家建筑行业和有关职能部门应出台规定，杜绝使用危害百姓生命的建材，以确保民众工作、生活安全，财产免遭损失。由于使用泡沫混凝土生产外墙保温材料，彻底取代用石化原料生产建筑外墙保温材料，这种新材料的使用前景广泛、消费市场广阔、发展潜力巨大。

高楼；建筑保温材料；泡沫混凝土；石化原料；阻燃材料

一、火灾过后的思考与启示

辽宁省沈阳市第一高楼皇朝万鑫大厦是当地的地标式建筑，投资30亿元。2011年除夕夜因燃放烟花爆竹引发了火灾，金碧辉煌的皇朝万鑫大厦被大火燃烧了近10个小时之后，变成了一片焦黑的残骸。经调查事故起火原因是皇朝万鑫大厦的外墙包裹了一层易燃保温板，楼层之间没有防火隔离带。当年东北地区建筑行业普遍采用这种易燃保温板，这是单纯注重御寒保暖功效，导致严重后果的典型案例。

我国改革开放以来，城镇化发展速度不断加快，建筑行业的各种外墙保温材料广泛应用，由此引发的火灾也时常发生。例如，2008年的深圳市舞王俱乐部特大火灾，2009年的中央电视台大楼火灾，2010年的上海高层公寓特大火灾，究其原因，都是因为使用了易燃的外墙保温材料，造成高层建筑火灾发生。这些沉重警示告诉人们，除了提高防火意识以外，采用安全防易燃的建筑保温材料也至关重要。

目前，我国建筑市场上销售的外墙保温材料苯板、挤塑板、聚氨酷板，都是由聚苯乙烯、聚氨酷等有机材料制成的。在我国建筑设计施工中，使用的外墙外保温材料90%以上都是挤塑聚苯乙烯泡沫塑料、模塑聚苯乙烯泡沫塑料、硬质聚氯醋泡沫塑料等有机质绝热材料。这些有机保温材料的最大缺陷是，模塑聚和挤塑聚苯乙烯泡沫塑料易老化，安全性和耐火性能极差，在800℃条件下会产生熔融变形滴落。

北京市消防局提供的资料显示，中央电视台大楼外墙使用的是新型节能保温材料挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板，这种新型材料在北京地区很多建筑工程项目中都有使用，这种材料虽然具有高抗压、防潮、不透气、耐腐蚀和导热系数低等优点，但仍是一种可燃性建筑材料。北京市政府要求使用聚苯乙烯板材做保温层时，必须在每个楼层之间设有防火隔离带，以确保楼房中一层起火，不会蔓延到其他楼层。使用普通的聚苯乙烯板材价格为100元/ m2，如果增加防火层，价格就要增加两倍，为300元/m2，所以，一些施工方在一些外墙保温材料中多选择添加阻燃剂，降低材料成本。对小规模火源引起的火灾，阻燃材料能帮助消防人员争取一定的灭火时间，但对于大的火势，阻燃材料就难以遏制住火势的蔓延。目前我国部分企业生产的阻燃材料，销往国际市场的产品能达到阻燃标准，但销往国内市场的产品达到阻燃标准的不多，企业为了降低产品的生产成本，大多能少用就少用、能不用就不用，以达到利润的最大化。目前，我国大中型楼堂馆所使用阻燃产品的比例还不到1%。

为了彻底解决外墙保温材料易燃的问题，我国研究出利用建筑垃圾、粉煤灰、尾矿等工业固体废弃物制成的泡沫混凝土砌块外墙保温材料。该保温材料的原材料属于无机物，是工业固体废弃物，其优点是：不抢占当下有限的资源和能源，原材料本身不可燃烧。重新和循环利用废弃物，符合发展循环经济和节能减排的要求，节约资源和节省废弃物堆放地，使用安全、节能、保温，市场广阔、发展潜力巨大。如果用尾矿、粉煤灰为原料生产泡沫混凝土外墙保温材料，强度会更高。

我国各地大中城市的建筑物火灾教训，给众多生产、销售建筑外墙保温材料的企业敲响了警钟，要防患于未“燃”，就不能再使用石化原料生产建筑外墙保温材料，必须用泡沫混凝土生产外墙保温材料。泡沫混凝土外墙保温材料安全、可靠、节能、保温，消费市场广阔、发展潜力巨大。要彻底避免火灾悲剧的重演，必须从原材料的根源上抓起。生命、财产的安全重于泰山，国家建筑行业和有关职能部门必须禁止使用危害百姓生命的建材，以确保民众的工作环境和人身安全，使财产免受重大损失。

二、预防火灾的措施方法与技术手段

为了避免和防止火灾的发生，必须拥有和切实落实对建筑物预防火灾发生的具体有力措施，重点解决好提升钢结构物件耐火极限和迅速降低火场温度的问题。

1.阻隔温度和提升钢结构耐火极限

现代先进的防钢结构耐火技术是喷涂钢结构防火涂料，以保护钢结构遇火后不易变形，《钢结构防火涂料》规定钢结构防火涂料分三种类型：超薄型、薄涂型、厚型。超薄型钢结构防火涂料涂层厚度不大于3mm，薄涂型钢结构防火涂料涂层厚度为3mm，以上不大于7mm，这两类涂料具有较好的装饰效果，高温时膨胀增厚，耐火隔热；厚型钢结构防火涂料涂层厚度大于7mm，不大于45mm，这类涂料呈粒状面，密度小，热导率低，耐火极限为0.3～ 3h。

钢结构防火涂料因防火隔热性好，施工不受结构形体限制，一般不需要加辅助设施，涂层质量轻，并有一定的装饰作用，是钢结构物件防火的有效措施。钢结构涂料涂抹在钢体表面上，起到了防火、隔热、保护的作用，阻止了钢结构物体在火灾中，迅速升温降低其强度、变形和塌落。防火隔热原理是：对涂料不燃或不助燃，能对钢构物件起到屏蔽、防止热辐射的作用；涂层中部分物质吸热或分解出水蒸气和二氧化碳气体，起到了消耗热量、降低温度和燃烧速度、稀释氧气的作用；防火保护层最主要的作用是涂层本身多孔轻质或热膨胀后形成炭化泡沫层，热导率降低，阻止了热量向钢结构物件的传递，推迟了升温时间，提高了钢结构物件的耐火极限。

2.迅速排烟和降低火场温度

楼房室内火灾的发展过程分为三个阶段，即初期增长阶段、充分发展阶段和衰减阶段。一是初期增长阶段，放出的热量不断剧增，可燃物上方温度高且不断上升。由于受房间顶棚的阻挡，使房顶下方向的温度四面扩散，形成了沿房间顶棚表面平行流动薄的热烟气层。当达到一定厚度时，就会向室内中部扩散，很快便会在顶棚下方形成渐厚的热烟气层。二是火灾充分发展阶段，这时的热烟气层温度和中心温度一样，在夏季一般房屋的门、窗都打开着的情况下，烟气层的厚度低于门、窗上沿的高度时，烟气会很快排出室外。在火灾蔓延中，烟气排放速度的快慢，直接影响烟气层高度的变化，烟气排放速度快于其产生的速度，烟气层的高度就会快速升高，很快达到威胁人的生命安全的高度。

建筑物防排烟方式有三种：自然排烟、机械加压送风防烟和机械排烟。控制烟气下降较好的方法是自然排烟和机械排烟，自然排烟方法的优点是不用大的动力设备，运行维修费少，可兼作换气用；在楼房顶棚开设排烟口，自然排烟效果更好。在设计施工中，对跨度大的建筑钢结构物件，进行防火处理和在顶部结合采光、通风设置，有效排出建筑内的高温烟气，自然排烟窗可有效增强钢结构物件的耐火极限，防止钢结构屋顶垮塌，保证人员实施灭火、及时安全施救被困人员和疏散运送财产物资。

3.砖木结构建筑的消防方法和先进的技术手段

（1)必须设置消防通道和消防车专用水源设施。建筑防火要保证有合理畅通的消防通道，其宽度为3.5～4米，能方便进出消防车辆，建筑周边要设有环形消防车通道，保证消防车辆进出畅通无阻。建筑周边还要修建消防车专用水源设施，确保消防灭火有充足的用水量。

（2)采用先进的消防技术设施。安装火灾自动报警系统，根据《火灾自动报警系统设计规范》和木结构建筑的实际情况，选择火灾探测器种类与安装方式。在建筑物周边容易蔓延火灾的场合，设置固定或移动式水枪。为了不影响木结构建筑的结构和外观，自动喷水的水管和喷头可安装在天花板的梁架部位和斗拱屋檐部位。为了防止误动作或冬季冰冻，自动喷水灭火装置应采用预作用的形式。

（3)确定消防疏散路线。安全疏散时间应根据建筑的耐火等级、高度、火灾危险性来确定。明确疏散路线，视火灾发生的具体地点和位置，选择有效疏散的路线，千万不能阻挡灭火人员的扑火抢险路线。

（4）不同火情的扑救方法。火灾发生后，要迅速到火灾现场查明被困人员情况，明确起火部位、火势蔓延方向和燃烧物的性质，了解消防通道位置、建筑物件烧损程度和有无倒塌危险情况；对不同建筑、部位和火灾发展的不同阶段，迅速组织人员实施灭火施救；集中射水力量，保护建筑物的承重能力和屋顶构架的机械强度，防止建筑物坍塌，造成二次损失。当火势已经形成向外蔓延趋势，立即采用包围堵截的方法，最大限度地阻止火势蔓延，以减少人员伤亡和财产损失。

（5）使用新型清洁环保阻燃剂，目前有纳米型、膨胀型和磷系新型无卤阻燃剂，这些清洁环保阻燃剂的优点是：热稳定性好、高效、抑烟、阻滴、安全、无毒，对环境不造成污染。

（6)防烟排烟技术，建立防烟的分隔区、封闭避难区和软质活动挡烟垂壁、玻璃挡烟垂壁。用抑烟剂对建筑材料和家具进行阻燃和消烟处理。

（作者单位：吉林省经济管理干部学院建筑工程学院）

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