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如何評(píng)價(jià)熱固性與熱塑性兩種保溫材料之差別
導(dǎo)語(yǔ)
黃茂松教授結(jié)合近年來(lái)發(fā)生的重大火災(zāi)事故，對(duì)熱固性與熱塑性保溫材料燃燒本質(zhì)、防火安全性進(jìn)行分析后得出結(jié)論：在發(fā)生真實(shí)火災(zāi)條件下，熱固性保溫材料防火安全性能遠(yuǎn)優(yōu)于熱塑性保溫材料。并從兩種材料綜合成本之考量，熱固性材料也遠(yuǎn)優(yōu)于熱塑性材料。首都北京、遼寧以及新疆自治區(qū)頒發(fā)的地方法規(guī)清晰表明：熱固性保溫材料防火和綜合使用性能優(yōu)于熱塑性材料。基于以上觀點(diǎn)，建議北方寒冷地區(qū)積極采用熱固性保溫材料，限制使用熱塑性保溫材料。
一、兩種材料燃燒特性差別
(一)兩種材料火災(zāi)環(huán)境下燃燒本質(zhì)差別
熱固性保溫材料系指聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料和酚醛樹(shù)脂材料，這兩種材料是目前有機(jī)保溫材料中阻燃特性最優(yōu)的材料。其原因是熱固性保溫材料在火災(zāi)燃燒條件下，燃燒表面能形成具有阻燃效果的碳化層。其中聚氨酯保溫材料是通過(guò)采用結(jié)構(gòu)阻燃多元醇和添加阻燃劑等措施能達(dá)到B2級(jí)和B1級(jí)阻燃效果。此項(xiàng)技術(shù)已被國(guó)內(nèi)多家聚氨酯保溫材料生產(chǎn)企業(yè)所掌握。
熱塑性保溫材料是指EPS(模塑聚苯乙烯泡沫塑料)和XPS(擠塑聚苯乙烯泡沫塑料)。這兩種材料燃燒特性表現(xiàn)為在火災(zāi)燃燒環(huán)境下，易在瞬間達(dá)到燃燒爆轟速度。其原因是熱塑性材料熔點(diǎn)低，在發(fā)生火災(zāi)條件下，熱塑性材料受熱熔融產(chǎn)生熔滴，由此在瞬間不斷產(chǎn)生新的燃點(diǎn)，導(dǎo)致在火災(zāi)條件下火焰蔓延傳播速度很快形成破壞性爆轟災(zāi)害，這是熱塑性保溫材料燃燒本質(zhì)所決定的，也是難以改變的。
(二)兩種材料火災(zāi)條件下防火安全性能差別
兩種材料同樣達(dá)到B1級(jí)，在真實(shí)火災(zāi)條件下防火安全特性有本質(zhì)不同，這已被中國(guó)建科院消防研究所和天津消防所等國(guó)內(nèi)權(quán)威單位對(duì)兩種材料無(wú)數(shù)次真實(shí)火災(zāi)大型模擬試驗(yàn)證明：在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，B1級(jí)熱固性保溫材料防火安全性能大大優(yōu)于B1級(jí)熱塑性保溫材料，即在同樣模擬火災(zāi)條件下，熱塑性材料已被燒穿，而熱固性材料仍安然無(wú)恙。此點(diǎn)結(jié)論毋庸置疑。
(三)近年來(lái)國(guó)內(nèi)發(fā)生多次重大火災(zāi)的教訓(xùn)
2009年2月9日中央電視臺(tái)文化中心和2011年2月3日沈陽(yáng)皇朝萬(wàn)鑫酒店發(fā)生重大火災(zāi)事故。這兩起火災(zāi)事故均由于采用了熱塑性保溫材料所致，火災(zāi)發(fā)生時(shí)由于熱塑性保溫材料表現(xiàn)極快的火焰?zhèn)鞑ニ俣龋灾料来胧o(wú)法跟上，導(dǎo)致大樓瞬間爆轟倒塌。
二、怎樣評(píng)價(jià)熱固性和熱塑性兩種材料綜合成本之差
(一)從外墻保溫系統(tǒng)防火隔離帶設(shè)置衡量其成本
采用阻燃B1級(jí)或B2級(jí)熱固性聚氨酯保溫材料，在相同建筑高度條件下，聚氨酯保溫材料可以不設(shè)置防火隔離帶，而采用熱塑性聚苯板必須設(shè)置防火隔離帶。由此從外保溫防火系統(tǒng)防火隔離帶考慮，采用熱固性聚氨酯保溫材料成本比熱塑性聚苯板成本低很多。
(二)從外墻保溫系統(tǒng)保溫層厚度衡量成本
B1或B2級(jí)聚氨酯保溫材料用于外墻保溫系統(tǒng)后，由于其導(dǎo)熱系數(shù)低，保溫性能好，能夠在達(dá)到同樣保溫效果條件下，采用聚氨酯比聚苯板保溫層厚度小，其節(jié)省成本將超過(guò)保溫材料本身價(jià)格之差。
(三)從保溫材料生命周期衡量其成本
當(dāng)外墻外保溫系統(tǒng)采用熱固性聚氨酯保溫材料后，國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)已表明：在生命周期內(nèi)，其建筑維修費(fèi)和使用壽命明顯優(yōu)于聚苯板。根據(jù)國(guó)內(nèi)外使用經(jīng)驗(yàn)，聚苯板使用期5-10年，而美歐等國(guó)家聚氨酯保溫材料使用期超過(guò)30年。由此表明從生命周期考量，聚氨酯外保溫材料成本大大優(yōu)于聚苯板。
(四)從保溫材料防火安全風(fēng)險(xiǎn)成本衡量其成本
由于熱固性材料防火安全性能遠(yuǎn)優(yōu)于熱塑性材料，所以從防火安全性能衡量，熱塑性聚苯板防火安全風(fēng)險(xiǎn)成本遠(yuǎn)高于熱固性聚氨酯保溫材料。
三、我國(guó)北方寒冷地區(qū)頒布的地方法規(guī)值得借鑒
(一)2012年3月3日北京市公安局、北京市住房和城鄉(xiāng)建委、北京市規(guī)劃委聯(lián)合頒布了京公消字[2012]391號(hào)文：“對(duì)北京市老舊小區(qū)綜合改造的建筑外保溫工程，明確規(guī)定應(yīng)采用燃燒性能為A級(jí)保溫材料以及燃燒性能為無(wú)機(jī)復(fù)合的熱固性保溫材料”。根據(jù)該文件，對(duì)北京市老舊小區(qū)既有建筑改造項(xiàng)目可允許采用熱固性保溫材料，而否定了熱塑性保溫材料。這也是國(guó)內(nèi)北京首次在老舊小區(qū)既有建筑改造項(xiàng)目中明確熱固性和熱塑性保溫材料之差。三年來(lái)應(yīng)用表明是完全正確的，因而引起了以后國(guó)內(nèi)有關(guān)省區(qū)跟進(jìn)，具有很強(qiáng)的示范效應(yīng)。
(二)2012年6也20日新疆維吾爾自治區(qū)公安廳與住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳發(fā)布了《新疆維吾爾自治區(qū)建筑外保溫材料防火暫行規(guī)定》。根據(jù)該文件明確規(guī)定：
1、對(duì)非幕墻住宅建筑、其它民用建筑和幕墻建筑，使用熱塑性保溫材料時(shí)，必須設(shè)置水平防火隔離帶。而相同條件下，使用熱固性保溫材料可不設(shè)防火隔離帶。
2、對(duì)非幕墻其它民用住宅建筑，規(guī)定其保溫材料燃燒性能應(yīng)采用A級(jí)或B1級(jí)熱固性保溫材料。在相同條件下，不能采用熱塑性保溫材料。
(三)2014年遼寧省公安廳、建設(shè)廳出示了《遼寧省民用建筑外墻保溫系統(tǒng)防火暫行規(guī)定》第234號(hào)文。該文更進(jìn)一步明確熱固性與熱塑性保溫材料之差別。
① 民用建筑高度尺寸大于54米，不大于100米的建筑，其保溫材料燃燒性能不應(yīng)低于B1級(jí)。當(dāng)采用B1級(jí)保溫材料時(shí)，應(yīng)采用熱固性材料。
?、?建筑高度尺寸大于27米，不大于50米的建筑(除住宅建筑和設(shè)置人員密集場(chǎng)所的建筑外的其它建筑)，其保溫材料的燃燒性能不應(yīng)低于B1級(jí)。當(dāng)采用B1級(jí)保溫材料時(shí)，應(yīng)采用熱固性材料。
?、?除設(shè)置人員密集場(chǎng)所的建筑外，與基層墻體、裝飾層之間有空腔的建筑外墻外保溫系統(tǒng)高度不大于24米的建筑，其保溫材料的燃燒性能不應(yīng)低于B1級(jí)。當(dāng)采用B1級(jí)保溫材料時(shí)，應(yīng)采用熱固性材料。
遼寧省第234號(hào)文明確規(guī)定了熱固性保溫材料與熱塑性保溫材料之差別，對(duì)北方地區(qū)具有很強(qiáng)的示范推廣效應(yīng)。
綜上所述，從熱固性與熱塑性保溫材料燃燒本質(zhì)、防火安全性能和近年來(lái)發(fā)生的重大火災(zāi)事故不難看出：在發(fā)生真實(shí)火災(zāi)條件下，熱固性保溫材料防火安全性能遠(yuǎn)優(yōu)于熱塑性保溫材料。而從兩種材料綜合成本之考量，熱固性材料也遠(yuǎn)優(yōu)于熱塑性材料。首都北京、遼寧以及新疆自治區(qū)頒發(fā)的地方法規(guī)清晰表明：熱固性保溫材料防火和綜合使用性能優(yōu)于熱塑性材料?；谝陨嫌^點(diǎn)，建議北方寒冷地區(qū)積極采用熱固性保溫材料，限制使用熱塑性保溫材料。
黃茂松(上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)特聘教授、中國(guó)聚氨酯工業(yè)協(xié)會(huì)專(zhuān)家委員會(huì)高級(jí)顧問(wèn) 、上海市新材料協(xié)會(huì)特邀專(zhuān)家) |
