聚氨酯噴涂設(shè)備有機(jī)保溫材料頻繁失火及其解決

眾所周知，我國正在以全世界zui快的速度進(jìn)行zui大規(guī)模建設(shè)，并在建設(shè)過程中強(qiáng)制性地推廣建筑節(jié)能工程的應(yīng)用，特別是近年來國家推廣既有建筑節(jié)能改造項(xiàng)目，這就決定了保溫 工程的數(shù)量、保溫材料的用量會(huì)不斷增加。而保溫工程的防火安全隱患并未解決，2010年以來，因失火引發(fā)的火災(zāi)事件頻發(fā)，僅是近幾個(gè)月，這樣的火 災(zāi)事故就不在少數(shù)。如9月9日，長春住宅樓電焊引燃外墻材料；9月15日，烏魯木齊市一在建機(jī)關(guān)住宅樓保溫材料引燃大火；9月22日，烏魯木齊市一在建高 層住宅樓外墻保溫層著火。從這些事件到如今的11.15特大火災(zāi)事故的發(fā)生，其外墻保溫材料的火災(zāi)隱患決定了此類事件發(fā)生的必然性。本文將對(duì)有機(jī)保溫材料 失火特點(diǎn)、危害等方面進(jìn)行分析和總結(jié)，并對(duì)既有建筑節(jié)能改造中如何選用合適材料進(jìn)行分析，為杜絕此類事件提出合理的預(yù)防措施與建議。

1、有機(jī)保溫材料市場(chǎng)的現(xiàn)狀

目前市場(chǎng)上常見的有機(jī)保溫材料主要是模塑聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)、擠塑聚苯乙烯泡沫塑料（XPS）、硬質(zhì)聚氨酯泡沫 塑料（PU）三種，前兩種主要是以板材的形式出現(xiàn)（即擠塑板與聚苯板），硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料(PU)主要以噴涂聚氨酯與聚氨酯板兩種形式出現(xiàn)。有機(jī)保溫材 料具有重量輕、保溫隔熱性能好、可加工性好等優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)主要是不防火、穩(wěn)定性差、不耐老化等。

現(xiàn)在執(zhí)行的是2009年9月25 日公安部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部聯(lián)合下發(fā)的《民用建筑外保溫系統(tǒng)及外墻裝飾防火暫行規(guī)定》，按照規(guī)定，民用建筑外墻保溫材料的燃燒性能不應(yīng)低于B2級(jí)，建筑高 度100米及以上的住宅建筑和 50 米及以上的其他民用建筑，應(yīng)用A級(jí)不燃保溫材料。有機(jī)保溫材料可以通過添加阻燃劑使其防火標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到B1級(jí)，但是這種做法大幅度增加成本，因此目前市場(chǎng)上 90%以上的有機(jī)保溫材料都是可燃的。而B1級(jí)防火標(biāo)準(zhǔn)其定義是難燃，其含義是離火自熄，在有明火的情況下，有機(jī)保溫材料會(huì)產(chǎn)生融滴，當(dāng)溫度達(dá)到250℃ 以上時(shí)，其依然會(huì)燃燒。

建筑物外墻一旦使用了防火不達(dá)標(biāo)的有機(jī)保溫材料，無異于埋下了終身隱患。例如上海11.15特大火災(zāi)中所使用的噴涂聚氨酯，僅僅是電焊所產(chǎn)生的火花就將其點(diǎn)燃，從而釀成了無法彌補(bǔ)的痛。因此，人們一定要正視外墻保溫材料失火這一重大問題，從根本上杜絕此類事件的發(fā)生。

2、有機(jī)保溫材料失火的特點(diǎn)

（1）有機(jī)保溫材料極易燃燒，其覆蓋的建筑面積就是過火面積，即發(fā)生火災(zāi)時(shí)，其覆蓋面有多高著火就多高，有多寬著火就多寬。

（2）釋放大量有毒有害黑色濃煙，目前市場(chǎng)上絕大多數(shù)絕熱保溫材料選用均為有機(jī)發(fā)泡可燃材料，如EPS、XPS等，其中 含有大量的不飽基（—N=C=O），屬于化學(xué)反應(yīng)性極高的化合物，當(dāng)與外來熱源接觸后，由于熱量不易散發(fā)，溫度會(huì)迅速升高，一旦達(dá)到材料的分解溫度時(shí)，有 機(jī)保溫材料就會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)或降解反應(yīng)，產(chǎn)生大量可燃?xì)怏w，而產(chǎn)生的可燃?xì)怏w與空氣中的氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，引起燃燒，并引燃周圍其它可燃保溫材料，由于大 多數(shù)的保溫材料在生產(chǎn)加工中加入各種助劑，包括阻燃劑，發(fā)泡劑等，有機(jī)保溫材料的燃燒大多數(shù)為不完全燃燒，從而產(chǎn)生大量煙氣，而煙氣中的CO、CO2、 HCN、HCNO，DIOXION化合物等有毒有害氣體又是導(dǎo)致人員傷亡的主要原因。

（3）發(fā)生火災(zāi)后，火勢(shì)洶涌且迅速蔓延，消防人員難于施救。有機(jī)保溫材料失火一般在30秒之內(nèi)大火就迅速蔓延整個(gè)建筑， 其主要原因是有機(jī)保溫板材在保溫工程中往往是點(diǎn)粘到墻體上，從而在板材后方形成貫通空腔，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)形成“拔火筒”效應(yīng)。目前我國消防車云梯高度一般為 60米左右，有機(jī)保溫材料失火蔓延速度迅速，因此高于60米的建筑施救工作難度極大。

3、有機(jī)保溫材料失火的危害

火災(zāi)一旦發(fā)生必將造成人員和資產(chǎn)的損失，尤其是對(duì)于外墻使用有機(jī)保溫材料的建筑，由于有機(jī)保溫材料不具有防火能力，并且在燃燒過程中會(huì)釋放大量有毒有害氣體，所以其火災(zāi)后果更具危害性。

（1）有機(jī)保溫材料失火時(shí)火焰高、規(guī)模大、蔓延迅速，并伴有有毒有害氣體，容易造成大量人員的傷亡；特別是火災(zāi)發(fā)生在既有建筑中時(shí)，由于涉及的人員數(shù)量較大，在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)周圍存在大量有機(jī)保溫材料失火時(shí)釋放出的大量有毒有害氣體，將會(huì)造成更大的人員傷亡。

（2）有機(jī)保溫材料失火由于其“拔火筒”效應(yīng)而迅速蔓延整個(gè)建筑，高層救火難度極高，目前消防車云梯高度一般為60米，根本無法撲滅建筑頂部火焰，一旦建筑有機(jī)外保溫層著火，所帶來的損失無法估量。

（3）火災(zāi)后的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力會(huì)大幅降低，此類建筑再次投入使用時(shí)，必須進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全性鑒定，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果確定結(jié)構(gòu)是否可以繼續(xù)使用；特 別是對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)來說其承載力的降低效應(yīng)表現(xiàn)地更加顯著，當(dāng)火場(chǎng)溫度達(dá)到300℃時(shí)構(gòu)件的承載力開始出現(xiàn)明顯降低，當(dāng)溫度升高到500℃時(shí)構(gòu)件的承載力將減 小為原來的1/2，如2001年發(fā)生在美國的9.11事件就是一個(gè)典型的代表。

（4）居安思危，如果戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)，大量使用有機(jī)保溫材料會(huì)引起中國后院失火，加大國家戰(zhàn)爭(zhēng)危害。

總之，不論是在建或已投入使用有機(jī)保溫材料的建筑，一旦發(fā)生建筑中失火的事故都是危害巨大的，主要反映在事故大，死亡人數(shù)多，環(huán)境破壞大，結(jié)構(gòu)損害 巨烈，交通堵塞，破壞社會(huì)和諧，造成很大的負(fù)面社會(huì)影響等方面。從現(xiàn)在起必須從此類失火事故中吸取教訓(xùn)，從材料使用、安全防范等方面加大力度，從新的高 度，新的理念入手杜絕此類事故的發(fā)生。

4、機(jī)械噴涂發(fā)泡玻化微珠保溫砂漿在新建建筑及既有建筑節(jié)能改造中的應(yīng)用

玻化微珠保溫砂漿是一種無機(jī)保溫砂漿，其采用玻化微珠為輕骨料，具有防火性能A級(jí)、無空腔、強(qiáng)度高、保溫隔熱性能好、耐久性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)是導(dǎo)熱 系數(shù)偏高，容重偏大。本文所說的新型玻化微珠保溫砂漿是在普通玻化微珠保溫砂漿的基礎(chǔ)上，通過合理的配比，再加入發(fā)泡技術(shù)，改善其導(dǎo)熱系數(shù)偏高，容重偏大 的缺點(diǎn)。經(jīng)過機(jī)械攪拌、發(fā)泡、噴涂一體化技術(shù)（如圖4），玻化微珠保溫砂漿的導(dǎo)熱系數(shù)可降低到0.05W/（m·k），強(qiáng)度可達(dá)到0.3Mpa以上。利用 該設(shè)備噴涂發(fā)泡玻化微珠保溫砂漿具有以下特點(diǎn)：

（1）玻化微珠的破損率小于5%，利用發(fā)泡技術(shù)在保溫隔熱砂漿中加入密閉氣泡（密閉空氣的導(dǎo)熱系數(shù)為0.023 w/m·k）使噴涂的砂漿導(dǎo)熱系數(shù)低于0.05（w/m·k），與有機(jī)保溫隔熱板基本持平。

（2）噴涂效率達(dá)到2.5-3.5m3/小時(shí)（即噴涂2.5cm厚的保溫隔熱砂漿達(dá)100-140㎡/小時(shí)的施工量），大大縮短施工工期，并提高了保溫隔熱砂漿強(qiáng)度，保證了施工厚度。

（3）操作簡(jiǎn)單，不用修補(bǔ)搭茬，陰陽角、頂板、均能自由噴涂，縮短了工期，保證了進(jìn)度，節(jié)約了材料費(fèi)用的支出。

（4）材料的加水，攪拌，輸送等過程都是由機(jī)器自動(dòng)完成，在施工質(zhì)量上也比傳統(tǒng)的人工施工更好，更有保證，有效實(shí)現(xiàn)了綠色施工。

（5）機(jī)械攪拌、發(fā)泡技術(shù)與機(jī)械噴涂技術(shù)三位一體化應(yīng)用，在提高施工效率的同時(shí)大大降低玻化微珠保溫隔熱砂漿的導(dǎo)熱系數(shù)。

在新建建筑和既有建筑上使用發(fā)泡玻化微珠保溫砂漿不僅解決了傳統(tǒng)玻化微珠保溫砂漿導(dǎo)熱系數(shù)較高的缺點(diǎn)，同時(shí)也具備了A級(jí)防火性能，填補(bǔ)了民用建筑100米以上，公用建筑50米以上外墻無保溫材料可用的局面。

5、玻化微珠保溫砂漿的防火性能在既有建筑節(jié)能改造中的工程實(shí)例

2010年9月5日晚12時(shí)，太原市紡織苑小區(qū)安居一號(hào)12-13單元之間停放的一輛寶來轎車發(fā)生自燃。火勢(shì)迅猛，將車 旁的一個(gè)廢棄木質(zhì)衣柜及電線電纜引燃，火焰竄至六層樓高（如圖）。但是慶幸的是該樓的外保溫層采用了玻化微珠保溫砂漿，其無空腔、A級(jí)防火的特點(diǎn)避免了一 場(chǎng)火災(zāi)，該事件無任何人員傷亡。

事后反思，該居民小區(qū)住戶多，建筑物內(nèi)存在大量易燃物，并且發(fā)生時(shí)間是在晚上12點(diǎn)，若該節(jié)能改造項(xiàng)目采用的是有機(jī)保溫材料，后果不堪設(shè)想，也許會(huì)發(fā)生另一個(gè)上海11.15火災(zāi)悲劇。

6、防止有機(jī)保溫材料失火事故發(fā)生的幾點(diǎn)建議

1）在現(xiàn)階段我國既有建筑物節(jié)能改造工作中限制或者禁止使用有機(jī)保溫材料，而鼓勵(lì)、推廣使用無機(jī)類保溫材料；

2）在新建建筑節(jié)能工程中禁止點(diǎn)粘有機(jī)保溫板材的施工方式；

3）增加橫、豎雙向防火帶，形成更加有效的防火分區(qū)，且防火帶的寬度由目前的30cm加寬到1m；

4）建筑首層禁止使用有機(jī)保溫材料；

5) 鼓勵(lì)使用內(nèi)外復(fù)合保溫，內(nèi)保溫采用無機(jī)保溫材料可以有效阻止火災(zāi)的蔓延，使其控制在房間內(nèi)；

6）加大無機(jī)保溫材料的推廣力度和支持力度，包括玻化微珠保溫砂漿、無機(jī)保溫板、巖棉板等，對(duì)玻化微珠保溫砂漿加大機(jī)械噴涂施工的研究與應(yīng)用；

7）住建部、公安部聯(lián)合其他相關(guān)職能部門加大對(duì)有機(jī)保溫板材生產(chǎn)廠家的檢查力度，加強(qiáng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)有機(jī)保溫材料的檢查力度。

zui后總結(jié)

新建建筑與既有建筑的保溫工程防火問題任重而道遠(yuǎn)，該問題應(yīng)該引起全社會(huì)的廣泛關(guān)注。上海11.15特大火災(zāi)所帶給我們的不僅僅是沉思，安全問題才是保溫工程的首要前提，我國不需要“染血”的綠色節(jié)能。
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