1. 燃烧火焰。直接接触火焰导致人体皮肤烧伤是火灾中常见的人员伤亡之一。试验表明,聚苯乙烯燃烧火焰温度可超过1000℃,当外墙外保温系统发生火灾并通过 窗口攻击室内时,高温火焰及其热辐射可在极短时间内置人死亡。此外,聚苯乙烯保温材料燃烧时熔融滴落,与熔体的接触也会造成烧伤,给消防救援带来难度和危 险。火焰是火灾蔓延的直接原因,它使燃烧从一个物体扩散到另一个物体,从一个空间扩散到另一个空间,导致更大的火灾,造成更大的伤亡和损失。
2. 热。火灾中产生的热气体和热辐射是引起烧伤、热窒息、脱水等伤亡的重要原因。热气体和热辐射对火灾现场的建筑物及其他物体的损坏显而易见。更为严重的是热 气体和热辐射能促进聚合物的分解,为火灾蔓延提供燃料,造成更大的火灾。一般在封闭的空间内,如室内火灾中,上层热气体温度达到600℃,或者地面辐射强 度达到20KW/m2时可以引发轰燃。在火灾工程学中,该临界点表示此时室内所有可燃性材料都将着火燃烧,这是建筑火灾发生过程中的一个重要判断依据。而 外墙外保温系统发生火灾时,如果是点框粘聚苯板做法,可将抹面层内侧至墙体基层之间看成一个封闭的空间,当局部聚苯板发生燃烧并通过空腔传递热气体时,比 较容易达到轰燃的临界点,进而使保温层内侧聚苯板全部燃烧,带来更大危害。从多次大型火灾模拟试验过程可以清楚印证临界点的存在。
3. 氧窒息。有机保温材料属于易燃材料,燃烧时会大量消耗空气中的氧,特别是在封闭空间中会造成不同程度的缺氧,对人的生命构成极大的危害。通常外墙外保温系统发生火灾并通过窗口对室内进行攻击时,会消耗室内的氧造成氧窒息现象。
4. 烟。有机保温材料燃烧会产生较多的烟,这同材料本身的结构和成分以及火灾燃烧一般为不完全燃烧反应有关。根据统计分析表明,火灾中死亡人数的80%是由于 烟的原因造成。烟在火灾中的危害极大,通过吸入的悬浮燃烧产物影响人的反应能力,降低人的逃生能力,导致人体功能严重损坏,吸入过量烟尘会导致死亡。烟的 主要危害还在于遮挡人的视线,影响受灾人员寻找逃生路线,防碍救灾人员辨明火情,加大火灾损失。
5. 毒性气体和物质。根据统计分析表明,火灾导致人中毒致死的元凶是CO。此外,有机保温材料燃烧时的分解产物也可形成毒性气体,例如在聚苯板燃烧过程中分解 的产物有苯、甲苯、甲醛等,硬泡聚氨酯燃烧过程会产生氢化氰、光气、HCL和异氰酸酯等有害化合物。当血液中氰化物含量达到3mg/ml以上时会致使人员 死亡。CO是火灾中致人死亡的主要原因,CO通过肺泡被血液吸收从而使血液中的含氧量不足,因供氧不足导致窒息死亡。
系统的防火性能要求
外墙外保温系统是否具有防火安全性,应考虑两个方面的问题:一是点火性,在有火源或火种的条件下,材料或系统是否能够被点燃或引起燃烧,系统自身的燃烧 性能要求;二是传播性,当有燃烧或火灾时,材料或系统是否具有传播火焰的能力,系统对外部火源攻击的抵抗能力或防火性能要求。
那么,聚苯乙烯和硬泡聚氨酯材料的阻燃性能达到什么程度才能保证整个系统的防火安全?是否需要在现有的技术条件下提高聚苯乙烯和硬泡聚氨酯的阻燃性指标?过高地要求材料阻燃性能是否符合现实?
从目前的科学研究和工程实践来看,材料的燃烧性能通常是指材料在规定的试验条件下,材料对火的反应性能。由于规定的试验条件同真实火灾的环境条件相差甚 远,因此材料的燃烧特性和火灾特性大相径庭。如普通PVC材料在通常条件下燃烧时具有自熄性,氧指数较高,属难燃材料。但相同的材料,在真实的建筑火灾 中,受高温、高热辐射作用时,仍然能够剧烈燃烧,放出大量的热和有毒气体,造成更大的火灾危害,这已被大量火灾案例所证实。
在目前 的技术条件下,不能过高地要求聚苯乙烯和硬泡聚氨酯有阻燃性指标,但燃烧性能必须首先达到现有的相关标准要求,通过其他措施满足施工过程中的防火安全性要 求。作为墙体保温隔热材料,未进行阻燃处理的普通聚苯乙烯和硬泡聚氨酯材料被划定为易燃材料,阻燃的聚苯乙烯和硬泡聚氨酯材料可达到可燃或难燃的等级。国 家标准GB/T10801.1-2002和GB/T10801.2-2002中规定:膨胀聚苯乙烯泡沫塑料(简称EPS板)和挤塑型聚苯乙烯泡沫塑料(简 称XPS板)燃烧性能等级应达到B2级,同时EPS板的氧指数应不小于30%。在《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》JG149-2003和《外墙外保温 技术规程》JG144-2005中,对EPS板也有同样的规定,在JG 149-2003标准中还被列为强制性条款。试验中通过对有机保温材料进入施工现场前涂刷界面砂浆,能提高可燃材料在存放和施工期间的防火性能,燃烧性和 火焰传播性要比未涂界面砂浆的聚苯板低,防火能力有所提高。涂刷界面砂浆的聚苯板在上墙之后采取防火分仓的构造措施,可以将小火源与有机保温材料隔离,起 到一定的保护作用。上述措施对预防可燃性保温材料在存放和施工过程中的火灾有一定效果,但不能满足火源较大且持续作用的情况下对外墙外保温系统和材料防火 性能的要求。
在有机保温材料达到上述相关标准要求或增加一定辅助措施后,更应强调系统的整体防火安全性。过于追求有机保温材料的阻 燃性能不仅大大增加材料的成本,同时某些阻燃剂在阻止燃烧过程中会增加材料的发烟量和烟气毒性,可能带来更大的危害。另外,对保温材料防火等级的评价也不 能代表系统的整体防火安全性能或火灾发生时的真实状况,即使某些难燃级的材料在条件具备时也能剧烈燃烧,应该抓住外墙外保温系统防火问题的重点。
影响系统防火安全性能的要素
外墙外保温系统的防火安全性能是以可燃性材料的存在为前提的。影响外墙外保温系统防火安全性能的要素包括外墙外保温系统的构成材料和构造方式。系统中具 有足够燃烧能力的材料主要是保温层材料,保温层材料的燃烧性能是影响系统防火安全性能的基本条件,而外墙外保温系统整体的防火性能才是关键。
当外墙外保温系统的保温层为可燃性材料时,系统的构造方式就是决定整个系统防火安全性能的关键要素。影响外墙外保温系统防火性能的构造包括保护层或面层 的厚度、黏结或固定方式(有无空腔)、防火隔断(分仓或防火隔离带)的构造等。空腔构造的存在可能为系统中保温材料的燃烧及火灾的蔓延提供充足的氧和烟囱 通道,加大火灾险情。系统的防火隔断构造可采用分仓或设置防火隔离带的形式,能够有效地阻止火灾蔓延。保护层中防护面层的厚度和质量稳定性,决定系统层面 受到热量或火焰侵袭时对内侧有机保温材料的保护能力。
综上所述,只有外墙外保温系统整体上对火反应性能良好,系统的构造方式合理,才能保证建筑外墙外保温系统的防火安全性能满足要求,对工程应用才具有广泛的实际意义。一味地提高有机保温材料的阻燃性能,在当前技术和成本因素的影响下实现起来有一定难度。






