建筑外墙外保温系统防火性能试验

 

建筑外墙外保温系统防火性能试验
 
 
 
外墙外保温防火先行
建筑外墙保温是建筑节能的重要内容之一,其核心是保温材料。不同类型材料的导热系数差异较大,导热系数越小,其保温隔热性能越好,一般来说,有机保温材料热工性能要优于一般无机保温材料。
 
与世界各国一样,目前我国保温材料大多采用有机高分子发泡保温材料,如模塑聚苯板(EPS)、挤塑聚苯板(XPS),硬质发泡聚氨酯等,虽然相应的产品标准都对其阻燃性能提出了要求,但限于目前应用的技术水平和技术条件,其本质上仍属可燃材料,材料自身的阻燃性能指标尚不能完全满足建筑防火安全的要求。
 
 
 “外墙外保温系统”是指依附于建筑外墙上、位于建筑主体结构外墙外侧的系统,对建筑起保温作用。外墙外保温系统又可采用粘贴、喷涂、浇注和机械锚固等多种施工方法,但保温材料是直接附着在基层墙体上的,外部的装饰材料可以是涂料、面砖、石材、金属板材等,也可以做成带龙骨的幕墙保温系统。系统都是有基层墙体作为支撑的,没有基层墙体的全幕墙系统暂未列入研究内容。根据国外的先进经验,针对不同类型的外墙外保温系统采取科学适度的防火构造措施(例如设置防火隔离带、加厚防火保护层)可以满足建筑成品整体构造防火安全的要求,确保建筑物在火灾发生时火情不会蔓延。
 
因此,完善外保温系统的整体构造应作为提高我国建筑外墙外保温系统防火安全性能的重要途径。
 
防火评价试验先行
对外保温系统进行防火安全性能评价是以试验为基础的,采用的试验模型应能够表征系统在实际火灾中的状态,试验结果应客观地反映外保温系统的防火安全性能。只有选择正确的试验方法,才能客观、科学地评价外保温系统防火安全性能。
 
从试样尺度划分试验方法的类别,包括小尺寸试件试验、中尺寸试件试验和大尺寸模型火试验。小尺寸试验主要是对保温材料的燃烧性能进行检验;中尺寸试验可以对保温材料的燃烧性能进行检验,也可以针对具有某种构造的外保温系统进行检验,但所涵盖的系统构造往往十分有限;大尺寸试验可以对整个外保温系统的所有构造进行检验。
 
对于外保温系统整体构造的防火安全性能或火焰传播性,主要采用大尺寸模型火试验进行检验。目前在我国有试验基础的大尺寸试验方法有两个:一是美国的UL1040:2000标准,目前国内通称为“墙角火试验”;二是英国的BS8414-1:2002标准,目前国内通称为“窗口火试验”,也是国际上采用的针对外保温系统的防火试验方法。
 
墙角火试验以美国的UL1040为代表。试验时火源位于试验模型的墙角,试验模型和试验结果更适用于内保温。窗口火试验以英国的BS8414为代表,试验时火源位于试验模型底部模拟窗口的燃烧室内,试验模型和试验结果更适用于外保温。
 
为了将BS8414-1:2002标准转化为适合我国外墙外保温系统应用的试验和评价方法,2008年,中国建筑科学研究院建筑防火研究所申请了住房和城乡建设部建工行业标准《建筑外墙外保温系统防火试验方法》的编制任务。经过几十次大比例窗口火的试验研究,确立了非等效采用英国BS8414-1:2002的编制原则,目前已进入报批阶段。在《建筑外墙外保温系统防火试验方法》规定的窗口火试验中,试验模型模拟垂直的建筑面由主墙和与之垂直的副墙构成。外保温系统安装在建筑面上。试验模型底部燃烧室的开口模拟实际建筑中楼层的窗口或洞口,点燃的木材或燃气的火焰从窗口溢出,模拟房间内发生轰燃后的火焰从窗口或洞口溢出时对外保温系统的攻击,检验外保温系统的受损程度,并对其火焰传播性进行判定。试验用火源采用约400kg的木材,30分钟内释放的总热量约为4500MJ,热释放速率峰值约为(3±0.5)MW,比正常使用条件下建筑内可燃烧物的量要大很多,试验条件非常苛刻。
 
从实际火灾对建筑物的攻击概率来看,中国建筑科学研究院建筑防火研究所与相关科研团队一起,选择了窗口火试验这一具有普遍意义的方法。从2006年3月开始至2011年11月,研究团队针对不同构造的外墙外保温系统,先后进行了56次外保温系统的大尺寸模型火试验,其中,墙角火试验10次,窗口火试验46次。
 
 
 
 
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