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建筑節能防火與無機節能材料的選擇

放大字體  縮小字體 發布日期:2011-08-24   來源:互聯網   瀏覽次數:316  分享到: 分享到騰訊微博
外墻外保溫系統復合在結構墻體的外側,其本身的燃燒性能和耐火極限無論是抵抗相鄰建筑火災的侵害還是阻止本身建筑火勢的進一步蔓延都是很重要的。在國家技術政策和節能標準的推動下,我國外墻外保溫技術正在迅速發展。但近年來,我國因保溫材料引起的火災時有所聞,


        外墻外保溫系統復合在結構墻體的外側,其本身的燃燒性能和耐火極限無論是抵抗相鄰建筑火災的侵害還是阻止本身建筑火勢的進一步蔓延都是很重要的。在國家技術政策和節能標準的推動下,我國外墻外保溫技術正在迅速發展。但近年來,我國因保溫材料引起的火災時有所聞,且頻繁率和人員財產的巨大損失觸目驚心。為此,2009年9月25日,公安部、住房和城鄉建設部聯合制定了《民用建筑外保溫系統及外墻裝飾防火暫行規定》。今后,民用建筑的外墻以及屋頂保溫材料的使用上必須安裝達標的保溫材料和防火隔離帶。

防火規定要求民用建筑外保溫材料的燃燒性能宜為A級,且不應低于B2級,對于非幕墻式住宅建筑應符合下列規定:

1、高度大于等于100m的建筑,其保溫材料的燃燒性能應為A級。

2、高度大于等于60m小于100m的建筑,其保溫材料的燃燒性能不應低于B2級。當采用B2級保溫材料時,每層應設置水平防火隔離帶。

3、高度大于等于24m小于60m的建筑,其保溫材料的燃燒性能不應低于B2級。當采用B2級保溫材料時,每兩層應設置水平防火隔離帶。

4、高度小于24m的建筑,其保溫材料的燃燒性能不應低于B2級。其中,當采用B2級保溫材料時,每三層應設置水平防火隔離帶。

其他非幕墻式民用建筑應符合下列規定:

1、高度大于等于50m的建筑,其保溫材料的燃燒性能應為A級。

2、高度大于等于24m小于50m的建筑,其保溫材料的燃燒性能應為A級或B1級。其中,當采用B1級保溫材料時,每兩層應設置水平防火隔離帶。

3、高度小于24m的建筑,其保溫材料的燃燒性能不應低于B2級。其中,當采用B2級保溫材料時,每層應設置水平防火隔離帶。

而對于幕墻式建筑應符合下列規定:

1、建筑高度大于等于24m時,保溫材料的燃燒性能應為A級。

2、建筑高度小于24m時,保溫材料的燃燒性能應為A級或B1級。其中,當采用B1級保溫材料時,每層應設置水平防火隔離帶。

3、保溫材料應采用不燃材料作防護層。防護層應將保溫材料完全覆蓋。防護層厚度不應小于3mm。

4、采用金屬、石材等非透明幕墻結構的建筑,應設置基層墻體,其耐火極限應符合現行防火規范關于外墻耐火極限的有關規定;玻璃幕墻的窗間墻、窗檻墻、裙墻的耐火極限和防火構造應符合現行防火規范關于建筑幕墻的有關規定。

5、基層墻體內部空腔及建筑幕墻與基層墻體、窗間墻、窗檻墻及裙墻之間的空間,應在每層樓板處采用防火封堵材料封堵。

防火規定要求在設置防火隔離帶的同時,應沿樓板位置設置寬度不小于300mm的A級保溫材料。防火隔離帶與墻面應進行全面積粘貼。

綜上所述,《民用建筑外保溫系統及外墻裝飾防火暫行規定》對建筑類型、建筑高度、保溫材料防火等級及應用部位等方面都做了明確的規定。面對規定,我國節能企業挑戰和機遇并存??v觀第六屆中國(上海)國際建筑節能及新型建材展,墻體防火保溫體系主要集中在以下幾種保溫體系:

一、無機保溫砂漿防火體系

無機保溫砂漿是一種用于建筑物內外墻粉刷的新型保溫節能砂漿材料,以無機類的輕質保溫顆粒作為輕骨料,加由膠凝材料、抗裂添加劑及其他填充料等組成的干粉砂漿。具有節能利廢、保溫隔熱、防火防凍、耐老化的優異性能以及低廉的價格等特點。無機保溫砂漿防火體系是將無機保溫砂漿、彈性膩子(粗灰膩子、細灰膩子)與涂料(含抗堿防水底漆)或與面磚和勾縫劑按照一定的方式復合在一起,設置于建筑物墻體表面,對建筑物起保溫隔熱、裝飾、防火和保護作用的應用體系。無機保溫砂漿具有極佳的溫度穩定性和化學穩定性,不存在老化問題,與建筑墻體同壽命。它防火阻燃,施工便捷,綠色環保,經濟性優越,綜合性價比極高。

在展會上,復旦安佳信、韻霓、曹楊、浩賽、英碩等企業是這方面典型的代表。據安佳信公司的樓國強介紹,復旦安佳信牌POLYMENT710膨脹?;⒅楸厣皾{及其相應體系在防火保溫方面具有突出優勢。該體系是以?;⒅楦苫毂厣皾{為保溫層,在保溫層面層涂抹一層具有防水抗滲、抗裂性能的抗裂砂漿,與保溫層復合形成一個集保溫隔熱、抗裂、防火、抗滲于一體的完整體系。該系統不僅具有良好的保溫性能,同時具有優異的隔熱、防火性能且能防蟲蟻噬蝕,屬新型建筑保溫材料。目前,該體系特別是在《民用建筑外保溫系統及外墻裝飾防火暫行規定》頒發以后,在國內的推廣取得了很大的進展。

同時,樓國強還重點說明了該體系的輕骨料---玻化微珠。據介紹,?;⒅槭且环N酸性玻璃質溶巖礦物質(松脂巖礦砂),經過特種技術處理和生產工藝加工形成內部多孔﹑表面玻化封閉,呈球狀體細徑顆粒,是一種具有高性能的新型無機輕質絕熱材料。由于表面玻化形成一定的顆粒強度,理化性能十分穩定,耐老化耐候性強,具有優異的絕熱﹑防火﹑吸音性能。POLYMENT710膨脹玻化微珠保溫砂漿用玻化微珠作為輕質骨料,大大提高了砂漿的易流動性和自抗強度,減少材性收縮率,提高產品綜合性能,降低綜合生產成本??朔伺蛎浾渲閹r吸水性大﹑易粉化,在料漿攪拌中體積收縮率大,易造成產品后期強度低和空鼓開裂等現象,同時又彌補了聚苯顆粒有機材料易燃﹑防火性能差﹑高溫產生有害氣體和耐老化耐候性低﹑施工中反彈性大等缺陷,這提高了保溫砂漿的綜合性能和施工性能。

二、泡沫玻璃外墻外保溫系統

泡沫玻璃外保溫系統是由泡沫玻璃保溫板、專用粘結劑和必要時使用的錨栓或金屬托架、專用抹面砂漿、耐堿玻璃纖維網格布、柔性耐水膩子及涂料等組成的系統。據相關資料顯示,泡沫玻璃是一種性能優越的絕熱(保冷)、吸聲、防潮、防火的輕質高強建筑材料和裝飾材料,使用溫度范圍為零下196度到450度,A級不燃與建筑物同壽命,導熱系數為0.058,透濕系數幾乎為0。雖然其他新型隔熱材料層出不窮,但是泡沫玻璃以其永久性、安全性、高可靠性在低熱絕緣、防潮工程、吸聲等領域占據著越來越重要的地位。它的生產是廢棄固體材料再利用,是保護環境并獲得豐厚經濟利益的范例。

在展會上,上海永麗節能墻體材料有限公司的泡沫玻璃外墻外保溫系統是這方面的典型代表。據永麗展臺負責人介紹,該公司生產的“永麗”品牌泡沫玻璃,嚴把質量關,生產過程中進行各環節檢驗和測試,以保證產品較高的合格率。“永麗”品牌的泡沫玻璃具有完全不燃,不產生任何有毒氣體,是對人體完全無毒害的良好保溫材料。且具有不透濕,輕質高強,不變形,抗氧化,物理化學性質穩定,膨脹系數與鋼筋混凝土接近,不開裂,與建筑物同壽命等特點。“永麗”品牌泡沫玻璃現已被廣泛應用到了建筑節能的方方面面,包括屋頂的保溫、外墻外保溫、外墻內保溫;房屋建筑的防火隔離帶;歌劇院、地鐵、隧道工程的防潮吸音,以及石油化工等領域的管道絕熱保溫等。

三、蒸壓砂加氣混凝土砌塊外墻自保溫系統

蒸壓砂加氣混凝土砌塊墻體自保溫系統是指按照一定的建筑構造,采用節能型蒸壓砂加氣混凝土砌塊及配套專用砂漿使墻體熱工性能及物理性能指標符合相應標準的建筑墻體保溫隔熱系統。該技術體系具有工序簡單、施工方便、安全性能好、便于維修改造和可與建筑物同壽命等特點。加氣砌塊主要以水泥、粉煤灰、石灰為主要原料,以鋁粉(膏)為發泡劑,經澆注成型、切割、蒸壓養護而成的砌塊。

加氣混凝土砌塊具有質輕、高強、與建筑同壽命、保溫隔熱性能佳等特點,且易加工(可鋸、可刨),施工效率高,特別是由于蒸壓加氣混凝土導熱系數低,熱遷移慢,其砌塊本身內部結構不受火災影響,屬不燃物,能有效抵御火災,具有良好的防火阻燃性能,且在高溫下制品本身也不會產生有害氣體。這些優良性能,為現在的建筑市場、尤其是在框架結構建筑中的應用,奠定了良好的市場基礎。

在本屆展會中,蒸壓加氣混凝土砌塊墻體自保溫系統還專門開設了展示專區,上海良浦、索納塔、宇山紅、仁厚、大來、強能、華虹、如茂、林立、誠厚等公司是這方面典型的代表。據上海建筑材料行業協會節能分會的張彌寬介紹,為了促進和規范蒸壓加氣混凝土砌塊行業的發展,遏制惡性競爭,為上海蒸壓加氣混凝土砌塊生產企業提供技術交流的平臺,在上海專門成立了加氣塊企業誠信服務中心。中心的出現大大促進加氣塊行業的發展。目前在中心的倡導下,加氣塊行業已取得了《蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊自保溫墻體系統建筑構造》(圖集號2010滬J/T-160)和《蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊自保溫墻體系統技術規程》等技術成果。

“就目前的狀況而言,加氣混凝土砌塊是最容易實現自保溫系統的墻體材料。”上海索納塔公司的程瓊英這樣說道。據程總介紹,加氣混凝土砌塊是一種氣孔均勻、表面平整、棱角整齊、施工簡便的輕質節能的新型墻體材料。在保溫性能上,由于加氣混凝土大量致密的勻質密閉小氣泡,使其具有優良的保溫隔熱性能。

據檢測,加氣混凝土的導熱系數僅為實心粘土磚的1/5、普通混凝土的1/10。同時,加氣混凝土砌塊作為一種代替粘土磚的新型墻體材料,具有保護耕地、節約能源、利用廢渣、治理環境污染、改善建筑功能等一系列社會經濟效益。在上海,最早的加氣砌塊工程已有70多年歷史,因其耐久性好,至今仍完好無損。而且它的耐火性使其在700℃以下強度不會損害。

四、無機纖維保溫防火吸聲材料噴涂體系

無機纖維噴涂是一種新型環保建筑材料,主要由無機纖維與水基型膠粘劑組成,經拌和后通過空壓泵進行噴涂,與霧化水混合噴到需要保護的基材上形成涂層。該涂層可滿足吸音、保溫、防火保護的要求。無機纖維噴涂具有質輕、無毒無味、吸聲、耐候性好、高效隔熱、耐火可靠,可實現5h以上高耐火極限保護。適用于建筑物和隧道的防火保護,尤其是耐火極限要求比較高的高層鋼結構的防火保護,同樣也適用于建筑物的保溫吸音和機械設備的保溫節能。

除可用于防火材料外,無機纖維噴涂更是大量用于建筑保溫領域,2003年我國出臺了建材行業標準《礦物棉噴涂絕熱層JC/T909-2003》規范了無機纖維噴涂保溫層的施工和應用。近幾年建筑保溫層引起的火災頻發,尤其以央視新址北配樓大火最為大家熟知,這些頻發的火災導致國內建筑界日益重視保溫材料的防火等級,無機纖維噴涂保溫材料防火A級的優勢非常引人注意。在這樣的形勢下,無機纖維噴涂在保溫領域的發展非常迅速,已形成以年產值數億的較大市場,涌現出以海納聯創、新時基業、星牌建材為代表的幾十家從事無機纖維噴涂技術開發和施工的公司。

在本次節能展中,北京新時基業絕熱纖維噴涂技術有限公司是這方面的典型代表。據該公司的遲梅君介紹,在國外,礦物纖維類防火材料應用已經有100多年的歷史了。二十世紀六十年代出現了噴射無機纖維防火材料。最早的噴射無機纖維防火材料主要采用石棉纖維作原料。后來由于發現石棉纖維對人體有危害作用,很多地方已經明確規定限制使用石棉,人們便找到了人造無機纖維作為石棉的替代品。

人造無機纖維有硅酸鋁棉、礦棉、巖棉和玻璃棉等,它們都是礦石在高溫下熔化后,經噴絲成型而成的纖維。目前,新時基業無機纖維噴涂系統已經成功應用于北京奧運會“鳥巢”,國家體育館、國家會議中心、國家奧林匹克地下空間等一大批奧運工程和上海世博配套工程--軌道交通11號線工程建設。無機纖維噴涂保溫在我國的設計量和使用量在快速增長當中,它最終必將形成一個規模龐大的新興產業。

五、輕質無機墻板保溫體系

輕質無機墻板就是鋼絲網架夾芯墻板,是由三維受力骨架,塑性水泥和輕質材料等為基材構成的墻板。其中輕質材料可采用憎水膨脹珍珠巖制品、加氣輕質砼或礦(巖)棉質品等材料構成。輕質無機墻板安裝固定,一般是到施工現場后,在芯板的兩側鋪抹或噴涂防裂水泥砂漿,而形成完整的建筑構件。輕質無機墻板保溫體系具有強度高,抗沖防震,整體性能好,保溫隔熱,自重輕,隔音降噪,空間增大,綠色環保,耐燃防火,管線布設方便等特點,代表著墻體材料發展的方向。

在展會上,上海大秦新型建材有限公司和上??的峤ú目萍加邢薰臼沁@方面典型的代表。據大秦公司劉亞平總經理介紹,這次展會大秦公司展示的“大秦”輕質墻板為該公司與上海市建筑科學研究院多年來合作研發的成果,大秦墻板經上海市建委、科委認定為新技術產品、2003年入編建設部《住宅建設科技產品與成果推薦目錄》、2004年獲中國放心建材產品證書、2004年經上海市建委、科委論證,大秦墻板可在地鐵建筑工程中應用。經有關部門檢測:防火、干燥收縮率、隔音保溫、抗沖擊力等性能在同類產品中居領先水平。目前,國家對內外裝建筑材料的防火要求越來越高,大秦墻板憑借優異的防火保溫性能,在建筑市場中的發展空間將越來越大!

六、巖棉外墻外保溫體系

巖棉外墻外保溫是目前世界上應用范圍最廣、最普及的外墻外保溫作法之一。保溫層巖棉屬于無機隔熱材料,是以鐵礦渣為主要原料,經熔化,用高壓蒸汽噴吹冷卻而成,具有質輕、導熱系數小、彈性好、不燃、不蛀、不腐爛、化學穩定性的優點,同時還具有絕佳的隔音性能。巖棉做建筑外墻外保溫適用于各種類型的建筑墻體結構及木結構,基本上可以消除“冷熱橋”對基層墻體的影響,改善室內環境質量,減少采暖熱負荷,改善墻體潮濕狀況,提高墻體氣密性能,減少墻體內表面的結露。在我國,將巖棉作為建筑保溫材料來使用的比例還較低,其原因在于國內尚無妥善解決巖棉保溫面層開裂問題的技術以及巖棉與基體的穩固連接技術,其主要存在的技術難題如下:

(1)巖棉質軟、易分層、強度低,難于上墻固定;

(2)巖棉荷載能力很差,難于在其表面上進行抹灰處理;

(3)巖棉易吸水,必須進行防水處理;

(4)抹灰開裂問題不易解決; 

(5)面層的耐侯性問題受以上因素制約難以得到解決。

所以,巖棉很難在一般的外墻外保溫薄抹灰體系中應用,但也有不少企業用粘結劑把巖棉擠壓成板材,其中還添加防水劑等有機添加劑。這種情況據專家介紹,如在小范圍的火災中巖棉板的優勢能夠發揮,但如遇較大范圍的火情,其優勢不明顯,會由于高溫,巖棉板中有機添加劑(粘結劑、防水劑等)會在受熱后揮發引起巖棉板的松散,造成建筑物的損傷。

針對上述問題,筆者采訪了本次節能展西斯爾(廣東)巖棉制品有限公司的相關技術人員,據介紹,該公司目前已成功研發了巖棉外墻外保溫系統。之所以如此,主要是該公司采取了以下措施:

1、 西爾斯巖棉無論縱向還是橫向,每根纖維都做了憎水處理,憎水率>99;

2、 解決荷載能力差,抹灰易開裂,耐候性等問題根本上是解決巖棉的干樣機械強度,老化后機械強度保留率,熱穩定性能等技術指標;影響這些指標的內在因素,也是最重要的因素是熔體配方的酸度系數,CSR巖棉達到了1.9;

3、 粘合劑經特殊處理,分布均勻,機械強度高,不會出現受熱分解等現象;

4、 適度的纖維三維立體分布,提高了垂直于板面的抗拉強度;

5、 利用巖棉纖維翻轉,垂直于墻面,大大增強其抗拉強度;

6、 在實際施工中配套使用好的聚合物粘結砂漿,飾面砂漿等有助于提高系統整體的品質和穩定性。

“由于以上措施的采用”,該公司技術人員表示,“西爾斯巖棉外墻外保溫系統經檢測,就抗拉拔強度、耐候性、抗風壓、保溫隔熱性能等方面均達到了相關國家標準的要求。”

七、防火保溫裝飾一體化系統

防火保溫裝飾一體化系統指將具有防火A級的不燃材料如巖棉、玻璃棉、酚醛泡沫、泡沫玻璃及無機輕質材料發泡板等保溫材料與多種造型、多種顏色的金屬裝飾板材或無機預涂裝飾板有機復合而構成的防火保溫裝飾一體化系統。這種系統防火保溫與裝飾相對獨立,但又有機統一。系統既發揮傳統一體化復合保溫板預制化、標準化、組合多樣化、生產工廠化、施工裝配化、施工效率高,不開裂,裝飾性好,使用壽命長等優勢,又能夠實現防火要求。這種組合代表了一體化保溫裝飾市場的發展方向。目前防火保溫裝飾一體化系統已在防火隔離帶方面等得到了很好的應用。在本次節能展上,防火保溫裝飾一體化系統在科能、上海笨鳥等企業均有展示。

《民用建筑外保溫系統及外墻裝飾防火暫行規定》的頒發,給我國節能企業帶來了極大挑戰和發展機遇,以上幾種無機節能材料及應用體系各具特色,它們將在我國建筑節能防火領域發揮越來越重要的作用。

 

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