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从国内外一系列建筑节能的成功经验来看,要成功实现“十一五”规划提出的建筑节能65%的目标,做好建筑墙体保温节能工作是关键。在各国建筑节能保温材料的大规模应用中,主要有发泡聚苯乙烯泡沫(EPS)、挤塑聚苯乙烯泡沫(XPS)、聚氨酯泡沫(PU)等产品。聚氨酯是公认的世界上最好的保温材料。其导热系数仅为0.018-0.023w/mk,25mm厚聚氨酯的保温效果相当于40mm厚EPS、45mm厚矿棉、380mm厚混凝土或860mm厚普通砖。在相同的保温效果下,根据热计算,为了达到节能65%的要求,Pu的厚度只有3cm,而EPS的厚度大于7cm,XPS的厚度大于5cm。
实际上,EPS、XPS和Pu都是有机保温材料。最大的优点是重量轻,保温隔热性好。最大的缺陷是防火安全性差,易老化,易燃烧。燃烧时产生大量烟雾,毒性大。而且,这些产品的承载能力、使用寿命和耐火性能都不如无机绝缘材料。欧美等发达国家在进行重要建筑物和高层建筑时,严格要求保温系统和材料进行燃烧性能和耐火极限试验(考虑燃烧过程中的烟雾和毒性),防火按等级分类,不同等级的保温系统和材料应适用于不同范围的建筑物。到目前为止,美国20多个州由于EPS聚苯板薄抹灰外墙保温系统存在严重的防火问题而禁止使用;英国18米以上的建筑禁止使用;德国22米以上的建筑禁止使用。
目前,欧洲有很多夹芯板工厂不生产防火性能差的EPS。许多保险公司被禁止用EPS承保建筑保温。然而,EPS在我国得到了广泛的应用。由于没有相关部门提出的消防法规或标准,几乎所有的聚苯板薄抹灰外墙系统生产单位都忽视或避免谈论火灾隐患。一些国际知名外墙保温公司进入我国市场后,为了实现利润最大化,仍在高层和超高层建筑中使用易燃的EPS聚苯板薄抹灰外墙保温系统,带来了很大的隐患。
EIFS在我国应用广泛,通常采用EPS、XPS和PU三种保温材料。它们都是有机保温材料。如果不经阻燃处理,它们是易燃的。经阻燃处理后,最多能达到耐火材料,但不能达到不燃材料。因此,由上述三种材料组成的薄抹灰外保温系统为复合墙体。根据《建筑设计防火规范》(gbj16)和《高层民用建筑设计防火规范》(gb5045)的要求,只有耐火等级在三级以上的建筑构件的墙体燃烧性能是不燃的。我国住宅建筑多为四层及四层以上的多层、高层建筑,防火等级要求在三层以上。实践表明,由于可燃外墙外保温材料特别是EPS不能满足耐火等级在三级以上的不可燃建筑墙体的要求,导致火灾的案例很多。
如果发生火灾,EPS绝缘系统将加剧火灾。特别是在高层建筑中,外墙采用这种保温体系,解决了节能问题,但其后果是增加了火灾危险性。
目前,我国在外墙外保温技术体系的应用中存在着普遍的误区。认为保温材料在建筑物外墙上,可以降低保温材料对耐火性能的要求。有的甚至提出了高效节能的塑料保温防火性能。只要能达到火灾的安全性,就没有必要追求更高的要求。国外对保温泡沫塑料的耐火性能要求较低,目前仍在大规模使用。我国不需要执行高标准的防火要求。该门应为建筑节能外墙保温系统制定相应的阻燃标准,避免采用不适当的阻燃指标,导致材料的阻燃性能高于实际需要,造成不必要的浪费。甚至有可能由于对高阻燃性能的不合理追求,对聚氨酯等优良产品不产生技术门槛和成本门槛,影响推广应用。
我认为,要大规模应用易燃、高效、节能的保温泡沫塑料,必须解决消防安全问题。使用易燃泡沫塑料保温,无论是室内还是室外,都有火灾隐患。在建筑外墙外保温体系中,防火安全指标不应降低,相反应应大大提高。对于防火性能较好的聚氨酯,应提出更严格的防火性能要求。对于不同的建筑部位,应制定一系列更加严格的聚氨酯阻燃标准。根据我20年在聚氨酯防火安全应用方面的研究和实践经验,可以开发出具有防火功能的新型聚氨酯材料。
到目前为止,我国已颁布了聚氨酯材料防火安全国家标准:1990年开始实施的1989年建筑保温用硬质聚氨酯泡沫(GM B,10,8-8,9),1997年颁布的《建筑材料燃烧性能分级方法》(GB8624-1997),其中规定,应采用氧指数、垂直燃烧和烟密度三个指标来测试更严格的硬度。用火灾、火焰蔓延和烟密度三个综合指标测定了聚氨酯泡沫的阻燃性能。2006年颁布的《公共场所易燃产品和构件的阻燃性能及要求》(GB20286-2006)和2006年颁布的《公共场所易燃产品和构件的阻燃性能及要求》(GB20286-2006)规定了PU的阻燃性、阻燃性、烟和烟毒性。布的《建筑材料燃烧性能分级方法》(GB8624-2006)是国际上较为科学合理的国家标准,直接与国际先进标准接轨。本标准中燃烧特性的内涵从原来简单的火焰传播和蔓延扩展到实际火灾中材料实际燃烧特性的参数,即燃烧放热率(热值)、燃烧放热率、烟密度、发烟率、燃烧烟气毒性根据这些参数,将建筑材料分为A1、A2、B、C、D、e、F七个层次,新的分类体系是一套基于材料在真实火灾场景中燃烧特性的评价体系。
目前,令人担忧的是,我国建筑节能市场相对混乱。以现行《高层民用建筑设计防火规范》(gb50045-1995)等相关建筑设计技术规范为例,对外墙外保温的防火设计规范没有说明,对外墙外保温也没有分类标准和使用范围限制不同防火等级的墙体保温系统。而且,现行的工业产品标准和外墙外保温系统相关技术规范对燃烧指标要求不严格、不严格。因此,应尽快制定建筑节能保温系统的消防安全技术标准,规范消防安全和耐火等级,并制外墙保温岩棉板规范要求定相应的规定。
有关部门要从几个方面加快工作:一是建立完善的保温系统产品国家标准,对保温材料和整个系统(包括保温材料)的燃烧性能和耐火极限进行测试对于我国目前使用的外墙外保温系统,将耐火指标列为必要指标,并进行分类;二是建立和完善外墙外保温系统;三是大力推动和加快不燃材料的开发和应用,高耐火高效节能材料、高耐火无机和有机复合节能材料、具有耐火功能的新型聚氨酯节能材料。
在此,希望有远见的企业家为我国的建筑节能事业做出新的贡献,创造出具有中国特色的新型聚氨酯保温材料,建立起符合需要的建筑节能保温体系国内市场。