对建筑保温隔热材料与建筑防火性能的分析

发表时间:2020/7/27   来源:《基层建设》2020年第9期   作者:李丽1 刘中菡2 马静3 朱维亮4
[导读] 摘要:建筑保温隔热材料属于一种节能环保型材料,与普通材料相比,其隔热性能十分卓越,故受到了建筑的高度关注。
        1.身份证号码:13112219851126XXXX  2.身份证号码:13040419810813XXXX3.身份证号码:13090419890510XXXX  4.身份证号码:13012319860122XXXX
        摘要:建筑保温隔热材料属于一种节能环保型材料,与普通材料相比,其隔热性能十分卓越,故受到了建筑的高度关注。2009年2月9日,中央电视台新址大楼发生了巨大火灾,导致一名消防员牺牲,六名消防员以及两名施工人员受伤,经济损失高达16383万元;2010年11月15日,上海市静安区一处高层住宅内发生重大火灾,死亡人数为58人;2011年2月3日,沈阳的皇朝万鑫国际大厦发生严重火灾事故,造成巨大财产损失;2017年6月14日,英国伦敦北肯辛顿区一座24层公寓大楼发生火灾,造成17人死亡,教训十分惨痛。为了遏制外保温火灾多发势头,严把防控源头关,公安部、住房和城乡建设部等多部门相继出台了多项政策法规,对外保温材料的设计施工进行了规范,各监管部门也加大了其执法监督执法力度。2009年9月20日,公安部门、住房部门以及城乡建设部门共同颁布了《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》(公通字[2009]46号文),其中明确规定了民用建筑墙体保温材料的燃烧级别以及防火构造。其中,民用建筑外保温材料燃烧性最好为A级,而且必须要高于B2级。非住宅类的高层建筑,外保温材料的燃烧性能宜为A级,且不应低于B1级。2014年8月27日,《建筑设计防火规范》(GB50016-2014)颁布实施,将建筑保温和外墙装饰专门列入一个章节,对保温系统的防火要求进行了补充,要求建筑的内、外保温系统,宜采用燃烧性能为A级的保温材料,不宜采用B2级保温材料,严禁采用B3级保温材料。
        关键词:建筑;保温隔热材料;防火性能
        引言
        当前,社会经济的发展推动了建筑行业的发展,但伴随着资源枯竭和环境恶化,国家对建筑行业提出了节能环保的要求。但就实际情况,我国建筑火灾事故的发生次数较多,究其原因,主要是环境、防火等安全防火措施不健全,使建筑物的整体性能受到了影响,导致节约能源和环境保护成为了一句空谈。因此,对建筑保温隔热材料与建筑防火性能进行分析,希望为相关行业提供借鉴。
        1建筑节能保温材料研究
        建筑节能保温材料的概述主要涉及到以下方面具体内容:首先是建筑节能保温材料概述。建筑材材料对节能和保温的要求很高,我国每年新增约有20亿米建筑,其中95%以上是高能耗建筑,必须采取节能措施。从总体上来看,我国高速发展的建筑业的要求体现在节约能源,减少环境污染,为人类提供舒适的居住环境。虽然在我国建筑节能发展速度快但距离发达国家还有一些差距。同时保温材料发展很快,保温材料一般是指热系数小于或等于0.12的材料,在建筑中应用广泛。其次是建筑节能保温材料类型。我国的建筑节能保温材料的类型主要有四种:首先,无机保温材料以岩棉、玻璃棉和膨胀珍珠岩为主,是最先发展起来的保温材料,应用广泛。第二,聚苯乙烯(EPS/XPS)泡沫保温材料,是一种有机保温材料,其重量轻、可加工性能好、致密性好、保温隔热效果好。第三,聚氨酯PU硬泡节能保温材料,是目前无机和有机保温材料导热系数最低的一种材料。第四,复合型材料,指利用处理过的农作物秸秆、具有保温性能并经无害化处理的垃圾经过特殊技术手段的空心材料。
        2复合保温材料隔热性能高效检测方法研究
        首先是新型建筑复合保温材料隔热性能指标。通过新型建筑复合保温材料的热阻和蓄热系数计算得到单层或多层匀质复合保温材料结构的热惰性指标,利用复合保温材料热流方向的传热面积计算复合保温材料的平均热导系数,获取材料层的热惰性指标,结合材料的厚度定义及热惰性系数,最终完成新型建筑复合保温材料隔热性能指标的计算。

新型建筑外围结构复合保温材料隔热性能的控制指标由表面最高温度θi,max和热惰性指标D构成,最高温度的计算较为繁杂,热惰性指标成为评价复合保温材料隔热性能的重要指标,复合保温材料的热惰性指标是复合保温材料的热阻R和蓄热系数S相乘计算得到的。其次是基于蒙特卡罗法的保温材料隔热性能检测。以分析复合保温材料隔热性能指标为基础,利用复合保温材料厚度的方向对其进行辐射导热,定义复合保温材料边界温度的边界条件,并且通过导热和辐射热流密度计算其总热流密度,更新温度场后分析复合保温材料隔热性能的热设计流程,结合单层和多层的复合保温材料变化规律,完成复合保温材料隔热性能的高效检测。
        3外墙保温材料具有较强的可燃性和易燃性
        外墙保温材料具有较强的可燃性和易燃性主要指的是我国建筑中使用的外保温材料一般都是易燃性、可燃性的材料,这两种材料市场份额超过80%,这些材料燃烧以后,会产生很多有毒气体,比如CO、HCN等,人一旦吸入后就会中毒身亡,而且燃烧会产生大量的烟气,使空间的能见度大大降低,进而导致人无法顺利逃生。此外,由于外保温系统特殊的构造,发生火灾后,火焰从下往上卷吸导致热塑性外保温材料燃烧之后出现滴落和流淌,进而引发垂直方向上的火灾蔓延。而一些燃烧性能相对较好的外保温材料,因为环境污染、保温效果差、吸水性高、施工难度大等原因,不能得到广泛的使用,当前考虑保温材料,还没有一种同时具备防火、保温、环保以及施工方便的材料。
        4建筑保温隔热材料防火适应性控制要点
        建筑保温隔热材料防火适应性控制要点主要涉及到以下两个方面:首先是减少对低防火性能等级材料的使用。通过查阅相关资料得知,我国高层建筑火灾事故发生频率较高,而外墙隔热材料防火性能差,是导致火灾事故频繁发生的重要原因。与国外相比,国内建筑企业为控制工程造价,在选择保温隔热材料时,多以价格为基准,所选材料的防火性能等级与标准不符。故为了从根源上杜绝火灾事故,建筑企业应改变传统的思想观念,尽量选择优质的保温隔热材料,以保证居民的安全。其次是加大研究力度,出台相关标准。国家应出台相关标准,对建筑保温材料的防火性能等级进行规定,以减少低防火性能等级材料在建筑工程中的应用。这是控制火灾事故的有效手段。此外,还要加大研究力度,在现有保温隔热材料的基础上,研发全新的材料,在兼具传统材料优势的同时,克服其缺点。我国要求高度超过100m的建筑,其保温隔热材料的防火性能等级为A级,而低于这个高度的建筑,对于材料防火性能的要求会逐渐下降。
        结语
        总而言之,在目前的经济技术条件下,我国要大力提倡和加快不燃性材料、新型耐火高效节能材料的开发和利用,以提高系统的防火安全性能。保温节能是执行“节约能源保护环境”的基本国策的必要组成部分,并且随着社会的不断发展和人们生活水平的普遍提高,节能、不燃、保温性好的建筑外墙保温材料正在快速发展并成为新型材料研究的热点。
        参考文献
        [1]赵伟,陈勤.“鱼”和“熊掌”能兼得吗?———论建筑外墙保温材料的保温性能与防火性能的取舍[J].建筑设备与建筑材料,2013,33(1):197-198.
        [2]贾令龙.建筑防火中外墙保温材料防火性能的重要性[J].科技资讯,2013,11(27):52.
        [3]贾振强.浅谈建筑外墙保温材料的保温和防火性能[J].品牌与标准化,2012,33(10):57.
        [4]张琎,王海,丁媛丽,等.外墙保温材料的种类及防火性能分析[J].安徽化工,2012,38(6):6-8.
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