防火評價試驗先行 對外保溫系統(tǒng)進行防火安全性能評價是以試驗為基礎(chǔ)的，采用的試驗模型應能夠表征系統(tǒng)在實際火災中的狀態(tài)，試驗結(jié)果應客觀地反映外保溫系統(tǒng)的防火安全性能。只有選擇正確的試驗方法，才能客觀、科學地評價外保溫系統(tǒng)防火安全性能。 從試樣尺度劃分試驗方法的類別，包括小尺寸試件試驗、中尺寸試件試驗和大尺寸模型火試驗。小尺寸試驗主要是對保溫材料的燃燒性能進行檢驗；中尺寸試驗可以對保溫材料的燃燒性能進行檢驗，也可以針對具有某種構(gòu)造的外保溫系統(tǒng)進行檢驗，但所涵蓋的系統(tǒng)構(gòu)造往往十分有限；大尺寸試驗可以對整個外保溫系統(tǒng)的所有構(gòu)造進行檢驗。 對于外保溫系統(tǒng)整體構(gòu)造的防火安全性能或火焰?zhèn)鞑バ裕饕捎么蟪叽缒Ｐ突鹪囼炦M行檢驗。目前在我國有試驗基礎(chǔ)的大尺寸試驗方法有兩個：一是美國的UL1040：2000標準，目前國內(nèi)通稱為“墻角火試驗”；二是英國的BS8414-1：2002標準，目前國內(nèi)通稱為“窗口火試驗”，也是國際上采用的針對外保溫系統(tǒng)的防火試驗方法。 墻角火試驗以美國的UL1040為代表。試驗時火源位于試驗模型的墻角，試驗模型和試驗結(jié)果更適用于內(nèi)保溫。窗口火試驗以英國的BS8414為代表，試驗時火源位于試驗模型底部模擬窗口的燃燒室內(nèi)，試驗模型和試驗結(jié)果更適用于外保溫。 為了將BS8414-1：2002標準轉(zhuǎn)化為適合我國外墻外保溫系統(tǒng)應用的試驗和評價方法，2008年，中國建筑科學研究院建筑防火研究所申請了住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部建工行業(yè)標準《建筑外墻外保溫系統(tǒng)防火試驗方法》的編制任務。經(jīng)過幾十次大比例窗口火的試驗研究，確立了非等效采用英國BS8414-1：2002的編制原則。在《建筑外墻外保溫系統(tǒng)防火試驗方法》規(guī)定的窗口火試驗中，試驗模型模擬垂直的建筑面由主墻和與之垂直的副墻構(gòu)成。外保溫系統(tǒng)安裝在建筑面上。試驗模型底部燃燒室的開口模擬實際建筑中樓層的窗口或洞口，點燃的木材或燃氣的火焰從窗口溢出，模擬房間內(nèi)發(fā)生轟燃后的火焰從窗口或洞口溢出時對外保溫系統(tǒng)的攻擊，檢驗外保溫系統(tǒng)的受損程度，并對其火焰?zhèn)鞑バ赃M行判定。試驗用火源采用約400kg的木材，30分鐘內(nèi)釋放的總熱量約為4500MJ，熱釋放速率峰值約為(3±0.5)MW，比正常使用條件下建筑內(nèi)可燃燒物的量要大很多，試驗條件非常苛刻。 從實際火災對建筑物的攻擊概率來看，中國建筑科學研究院建筑防火研究所與相關(guān)科研團隊一起，選擇了窗口火試驗這一具有普遍意義的方法。從2006年3月開始至2011年11月，研究團隊針對不同構(gòu)造的外墻外保溫系統(tǒng)，先后進行了56次外保溫系統(tǒng)的大尺寸模型火試驗，其中，墻角火試驗10次，窗口火試驗46次。 試驗結(jié)果 1.EPS外墻外保溫系統(tǒng) （1）對于采取巖棉防火隔離帶的EPS薄抹灰系統(tǒng)，試驗后判定系統(tǒng)火焰?zhèn)鞑バ暂^低，20cm的巖棉防火隔離帶有效地阻止了火焰垂直向上的蔓延作用，特別是試驗的EPS板的厚度達到20cm，具有足夠的可燃物質(zhì)。因此可以分析得出，在窗口火試驗條件下，系統(tǒng)中設(shè)置20cm的巖棉防火隔離帶足以起到抑制火焰蔓延的作用。 （2）對于采取了巖棉擋火梁的EPS薄抹灰系統(tǒng)，試驗后判定系統(tǒng)火焰?zhèn)鞑バ暂^低，可見巖棉擋火梁也具有一定的阻止火焰垂直向上蔓延的作用。 （3）對于采用聚氨酯復合構(gòu)造作為防火隔離帶的EPS薄抹灰系統(tǒng)，試驗后判定系統(tǒng)火焰?zhèn)鞑バ暂^低，30cm的聚氨酯復合構(gòu)造防火隔離帶有效地阻止了火焰垂直向上的蔓延作用，將火焰?zhèn)鞑シ秶拗圃诘谝粭l防火隔離帶以下，作用比較突出。但如果系統(tǒng)自身的質(zhì)量存在較大問題時，防火隔離帶的阻火作用有限。如試驗10表現(xiàn)為具有火焰?zhèn)鞑バ裕蚺c施工質(zhì)量有關(guān)。在試驗10進行至點火開始后17分20秒時，抹面膠漿中的玻璃纖維網(wǎng)格布發(fā)生了斜向斷裂。點火開始后17分55秒時，懸空的面層自邊緣上部開始被點燃，11秒后發(fā)生轟燃。因此可以認為，防火隔離帶的阻火作用是相對的，它有效阻止火焰?zhèn)鞑サ那疤釕荅PS薄抹灰外保溫系統(tǒng)的質(zhì)量滿足相關(guān)標準的要求。 （4）對于酚醛保溫復合板防火隔離帶EPS薄抹灰系統(tǒng)，試驗后判定系統(tǒng)火焰?zhèn)鞑バ暂^低，30cm的酚醛防火復合板隔離帶有效地阻止了火焰垂直向上的蔓延作用；對于泡沫水泥挑沿復合巖棉防火隔離帶的EPS薄抹灰系統(tǒng)，試驗后判定系統(tǒng)火焰?zhèn)鞑バ暂^低，進一步證明了巖棉防火隔離帶的阻火作用；對于膠粉聚苯顆粒貼砌聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)，試驗后判定系統(tǒng)火焰?zhèn)鞑バ暂^低。 （5）對于對EPS采用厚保護層的保護方式，包括膠粉聚苯顆粒保溫漿料、膨脹玻化微珠保溫防火砂漿、鋼絲網(wǎng)瓷磚飾面，以及玻纖網(wǎng)瓷磚飾面等試驗。結(jié)果表明，已經(jīng)做過試驗的厚保護層系統(tǒng)，在試驗狀態(tài)下火焰?zhèn)鞑バ暂^低。 
巖棉保溫板 2.XPS外墻外保溫系統(tǒng) XPS外墻外保溫系統(tǒng)共進行3次試驗：包括擠塑聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)-巖棉板防火隔離帶、膠粉聚苯顆粒貼砌XPS板抹面系統(tǒng)、擠塑聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)（本試驗采用B1級擠塑聚苯板）。 其中，采用巖棉防火隔離帶的系統(tǒng)，火焰?zhèn)鞑バ暂^低；采用膠粉聚苯顆粒厚保護層的系統(tǒng)，火焰?zhèn)鞑バ暂^低。 分析認為，使用B1級XPS板又不設(shè)置防火隔離帶時，保證系統(tǒng)具有足夠的防火安全性能具有一定難度。
xps擠塑板 試驗結(jié)論與建議 課題組綜合試驗結(jié)果及對各種外保溫材料系統(tǒng)類型的防火性能分析，初步得出以下結(jié)論： 1.外保溫系統(tǒng)的防火性能 （1）B2級的EPS板-薄抹灰系統(tǒng)具有一定的抗火能力。在系統(tǒng)中設(shè)置防火隔離帶（也可設(shè)置擋火梁）后，可以使系統(tǒng)整體的防火安全性能進一步提高，傳播火焰的風險降低。 （2）20cm的巖棉防火隔離帶可以滿足防火隔離的需要，具有足夠的阻火能力。 （3）B2級的硬泡聚氨酯板薄抹灰系統(tǒng)火焰?zhèn)鞑バ暂^低，可不設(shè)置防火隔離帶。 （4）采用厚保護層的外墻外保溫系統(tǒng)火焰?zhèn)鞑バ暂^低，在系統(tǒng)內(nèi)可不設(shè)置防火隔離帶。 （5）外保溫系統(tǒng)中，保溫層外部如存在空腔，必須進行有效的封堵以減小火災蔓延的風險。 2.施工質(zhì)量對外保溫系統(tǒng)防火性能的影響 外保溫系統(tǒng)防護層的施工質(zhì)量對于系統(tǒng)的防火性能至關(guān)重要。 2008年10月21日進行的膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)-聚氨酯硬泡保溫板防火隔離帶試驗和2009年3月18日進行的膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)-挑沿試驗，在試驗過程中都出現(xiàn)了防護面層瞬間大面積掀開的現(xiàn)象，導致系統(tǒng)內(nèi)部保溫材料外露在空氣中，進而產(chǎn)生急劇的燃燒，增加了系統(tǒng)火焰?zhèn)鞑サ娘L險。 因此，施工過程中必須嚴格按照相關(guān)標準進行施工操作，避免增強網(wǎng)干搭接。施工最好遵循自上而下或自下而上的順序方式，以保證外保溫系統(tǒng)內(nèi)的連接部位不存在大的縫隙，從而減少在火災條件下產(chǎn)生破壞的風險。 3.對保溫材料的基本要求 應用于外墻外保溫的保溫材料的燃燒性能不應低于B2級，并嚴格按照相關(guān)材料的產(chǎn)品標準要求進行現(xiàn)場見證取樣檢驗。對于硬泡聚氨酯，燃燒性能要求B2級加氧指數(shù)≥26%；對于EPS，燃燒性能要求B2級加氧指數(shù)≥30%；對于XPS，燃燒性能要求為B2級。 在現(xiàn)有的生產(chǎn)技術(shù)水平能夠達到的條件下，建議對XPS增加氧指數(shù)的要求，以控制材料的燃燒性能，其技術(shù)指標可規(guī)定為：氧指數(shù)≥26%。 在設(shè)計和施工時采取有效的防火構(gòu)造措施，通過大比例窗口火試驗檢驗構(gòu)造措施的有效性，并結(jié)合對保溫材料燃燒性能等級不得低于B2級和對材料氧指數(shù)的限制，來保證建筑圍護結(jié)構(gòu)的防火安全，是一條簡便易行的新途徑，在我國具有廣泛的應用研究前景。 4.防火試驗的意義 外墻外保溫系統(tǒng)的墻角火試驗和窗口火試驗，尤其是窗口火試驗可以同時模擬建筑室內(nèi)、外火災對建筑物的攻擊，模型尺寸能夠涵蓋包括防火隔斷在內(nèi)的所有系統(tǒng)構(gòu)造，試驗狀態(tài)能夠充分反應外墻外保溫系統(tǒng)在實際火災中的抗火能力，能夠用于評價外墻外保溫系統(tǒng)整體的引燃性和傳播性。從實際火災對建筑物的攻擊概率來看，窗口火試驗更具有普遍意義，窗口火試驗應該成為今后的研究重點。 行業(yè)標準《建筑外墻外保溫系統(tǒng)防火試驗方法》將英國標準BS8414-1:2002轉(zhuǎn)換成了適應我國國情的、更具操作性的外墻外保溫系統(tǒng)防火試驗方法，是我國編制的第一部用于外墻外保溫系統(tǒng)的大型防火試驗方法標準，將為我國外墻外保溫系統(tǒng)的防火安全性能評價提供科學統(tǒng)一的試驗方法，對研究提高我國外保溫系統(tǒng)的防火性能、推動外保溫系統(tǒng)的技術(shù)進步、引導外保溫行業(yè)健康發(fā)展都具有積極的作用。
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