楊宗焜,教授級高級工程師,1964年畢業(yè)于上海復(fù)旦大學化學系。原北京市電子工藝技術(shù)研究中心教授、聚氨酯應(yīng)用技術(shù)研究所所長。從事聚氨酯技術(shù)的應(yīng)用研究和開發(fā)工作20多年。在低發(fā)煙、低毒性、難燃泡沫和耐高溫、耐焰型泡沫,熱成型泡沫,大塊泡沫等方面有深入研究。1996年,率先在國內(nèi)防水、堵漏領(lǐng)域成功研制BTR-J型聚氨酯復(fù)合灌漿材料,并攻克水中快速凝固、半小時抗壓強度達150kg/cm2的技術(shù)難關(guān);1999年,攻克了PU難燃B1等級泡沫的技術(shù)難關(guān)。研發(fā)的FRP型低發(fā)煙難燃型硬質(zhì)泡沫塑料技術(shù)獲北京市科技進步三等獎;DB—150型PIR耐高溫硬質(zhì)泡沫塑料技術(shù)被列為國家科委重點推廣的節(jié)能新材料。先后發(fā)表了多篇專業(yè)技術(shù)論文。
從國內(nèi)外建筑節(jié)能取得的一系列成功經(jīng)驗來看,我國要順利完成“十一五”規(guī)劃中提出的建筑節(jié)能實現(xiàn)65%的目標,做好建筑物的墻體保溫節(jié)能工作是關(guān)鍵。在各國大規(guī)模應(yīng)用建筑節(jié)能保溫材料中,主要有膨脹聚苯乙烯泡沫(EPS)、擠塑聚苯乙烯泡沫(XPS)、聚氨酯泡沫(PU)等產(chǎn)品。PU是目前世界上公認的最佳保溫絕熱材料,導熱系數(shù)僅為0.018~0.023W/m·k,25mm厚的PU的保溫效果相當于40mm厚的EPS、45mm厚的礦棉、380mm厚的混凝土或860mm厚的普通磚。在同樣保溫效果下,根據(jù)熱工計算,要達到節(jié)能65%的要求,PU厚度只須要3cm,但EPS厚度須要7cm以上,XPS厚度須要5cm以上。
事實上,EPS、XPS、PU都屬于有機保溫材料,最大優(yōu)點是質(zhì)量輕、保溫和隔熱性好,最大缺陷是防火安全性差,易老化、易燃燒,在燃燒時產(chǎn)生大量煙霧,毒性很大。而且,這些產(chǎn)品的承重性、使用年限、防火性都不如無機保溫材料。在歐美等發(fā)達國家,對重要建筑和高層建筑進行外墻保溫時嚴格要求保溫系統(tǒng)和絕熱材料要做燃燒性能和耐火極限試驗(考慮燃燒時的煙氣及毒性),要求防火按等級劃分,不同等級的保溫系統(tǒng)和材料適用不同范圍的建筑。迄今為止,EPS聚苯板薄抹灰外墻保溫系統(tǒng)由于涉及嚴重的防火問題,在美國20多個州禁止使用;在英國,18米以上的建筑物不允許使用;在德國,22米以上的建筑物不允許使用。
目前,歐洲有許多夾心板材廠已經(jīng)不生產(chǎn)防火性能差的EPS,很多保險公司禁止給采用EPS做保溫的建筑承保,然而,在我國EPS卻大規(guī)模推廣使用。在有關(guān)部門沒有提出防火規(guī)定或標準的情況下,幾乎所有聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)的生產(chǎn)單位都對其存在的火災(zāi)隱患不管不顧,或者避而不談。一些國際知名的外墻外保溫公司進入我國市場后,為了利潤的最大化,也利用我國外墻外保溫市場不規(guī)范的現(xiàn)狀,在高層、超高層建筑上依然采用易燃EPS聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng),帶來很大的隱患。
國內(nèi)大量推廣使用的外墻保溫裝飾系統(tǒng)(EIFS)做法,通常采用三種保溫材料:最為普通的是EPS,其次是XPS,再次是PU,它們都屬于有機保溫材料,未經(jīng)阻燃加工處理時,屬于易燃體,經(jīng)阻燃加工處理后,最多能達到“難燃體”,無法達到“不燃體”。因此,采用上述三種材料組成的薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)是“復(fù)合型墻體”。按《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GBJ16)和《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB50045)的要求,只有達到三級以上耐火等級的建筑構(gòu)件的墻體燃燒性能才是“不燃性”。我國住宅建筑大多屬于4層及4層以上的多層和高層建筑,要求耐火等級都在三級以上。實踐表明,由于易燃外墻外保溫材料特別是EPS達不到耐火等級三級以上建筑墻體“不燃體”的規(guī)定,導致火災(zāi)發(fā)生的案例比比皆是。
從上述兩個《規(guī)范》要求出發(fā),以建筑構(gòu)件的耐火極限來考察國內(nèi)大量使用的EPS保溫系統(tǒng),其保溫板外的飾面保護層通常只有13mm厚,可視為非承重墻。由于厚度很薄,它的耐火極限僅能達到0.325小時,遠遠達不到《規(guī)范》要求的三級耐火等級“應(yīng)大于0.75小時的耐火極限”的規(guī)定。更為可怕的是,在飾面層耐火極限超過0.325小時后,飾面層背面的聚苯板外表會迅速升溫,當溫度超過一定極限后,EPS全部融化、滴落,完全失去阻隔火焰的作用。一旦發(fā)生火災(zāi),這種EPS保溫系統(tǒng)反而會使火災(zāi)加劇。尤其在高層建筑群中,在外墻上采用此類保溫系統(tǒng),節(jié)能問題解決了,但后果是增加了火災(zāi)隱患。
目前,在我國外墻外保溫技術(shù)系統(tǒng)的應(yīng)用中普遍存在一個誤區(qū),認為保溫材料是在建筑物的外墻面,可以降低保溫材料對防火性的要求。有的甚至公開提出“高效節(jié)能保溫塑料的防火性能只要確?,F(xiàn)場能夠達到離火自熄的安全性就可以,沒有必要追求更高”、“國外對保溫泡沫塑料的防火要求指標很低,仍然大規(guī)模使用,中國沒有必要搞高指標的防火要求”、“我國建筑節(jié)能外墻外保溫市場很大,建議有關(guān)部門應(yīng)針對建筑節(jié)能外墻保溫系統(tǒng)建立一個相應(yīng)的阻燃標準,避免套用不合適的阻燃指標,引起材料的阻燃性能比實際需求過高,造成不必要的浪費。甚至有可能由于不合理地追求過高的阻燃性能,給類似PU這樣優(yōu)良的產(chǎn)品帶來不應(yīng)該產(chǎn)生的技術(shù)門檻和成本門檻,影響推廣應(yīng)用。”……
本人認為,對大規(guī)模應(yīng)用的易燃高效節(jié)能保溫泡沫塑料,必須解決防火安全問題。使用易燃泡沫塑料做保溫層,不管是在室內(nèi)還是室外,都存在火災(zāi)隱患。在建筑外墻外保溫系統(tǒng)中,防火安全指標不應(yīng)降低,相反應(yīng)大大提高。對防火性能較好的PU,要提出更為嚴格的防火性能要求。對不同的建筑部位,要制定一系列更為嚴格的PU防火阻燃標準。根據(jù)本人20多年從事對PU防火安全應(yīng)用的研究和實踐經(jīng)驗,具有抗火災(zāi)功能的新型PU材料是能夠研制出來的。
迄今為止,我國先后對PU材料的防火安全性頒布的國家標準有:1989年頒布的《建筑物隔熱用硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料》(GB10800-1989),1990年開始實施;1997年頒布的《建筑材料燃燒性能分級方法》(GB8624-1997),規(guī)定用氧指數(shù)、垂直燃燒、煙密度三項指標來檢驗更為嚴格的硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的防火性能,即以著火性、火焰?zhèn)鞑バ?、煙密度三項綜合性指標來衡量材料的阻燃性能;2006年頒布的《公共場所阻燃制品及組件燃燒性能要求及識標》(GB20286-2006),規(guī)定以著火性、火焰?zhèn)鞑バ?、發(fā)煙性、煙氣毒性等四項指標衡量PU阻燃性;2006年頒布的《建筑材料燃燒性能分級方法》(GB8624-2006),是目前世界上較為科學、較為合理、同國際先進標準直接接軌的國家標準。標準中對燃燒特性的內(nèi)涵由從前單純的火焰?zhèn)鞑ズ吐?,擴展到材料在真實火災(zāi)中實際燃燒特性的參數(shù),即燃燒熱釋放量(熱值)、燃燒熱釋放速率、煙密度、煙氣生成速率、燃燒煙氣毒性以及火焰?zhèn)鞑サ?。用這些參數(shù)將建筑材料分為A1、A2、B、C、D、E和F七個級別。這個新的分級體系是基于材料在真實火災(zāi)場景中的燃燒特性的一套評價體系。
從上述頒布的一系列國家標準可以看出,我國建筑物的防火標準高于國外,其中包括防火標準的四項參數(shù)(著火性、火焰?zhèn)鞑バ?、發(fā)煙性、煙氣毒性),而在國外只要達到其中1~2項就可以允許使用,我國的防火規(guī)定要求四項參數(shù)同時達到方可使用。
目前,令人擔憂的是我國建筑節(jié)能市場比較混亂。以相關(guān)建筑設(shè)計技術(shù)規(guī)范為例,如現(xiàn)行的《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB50045-1995),沒有針對外墻外保溫的防火設(shè)計規(guī)范作出說明,對不同防火等級的外墻外保溫系統(tǒng)缺乏分級標準和使用范圍限制。而且,現(xiàn)行的外墻外保溫系統(tǒng)行業(yè)產(chǎn)品標準和相關(guān)技術(shù)規(guī)范對燃燒指標要求不嚴、不重視。因此,我們應(yīng)盡快建立建筑節(jié)能保溫系統(tǒng)防火安全技術(shù)標準,規(guī)范劃分防火安全耐火性等級,并作出相應(yīng)規(guī)定。
當務(wù)之急,有關(guān)部門必須加快做好幾個方面的工作:一是要建立完善的保溫系統(tǒng)產(chǎn)品國家標準,對國內(nèi)目前采用的外墻外保溫系統(tǒng)做一個絕熱材料和整個系統(tǒng)(含保溫絕熱材料)的燃燒性能和耐火極限試驗,把耐火性指標列為必要指標,并加以分級;二是要建立完善的保溫系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范,依據(jù)耐火性等級規(guī)定不同的應(yīng)用范圍;三是要大力提倡和加快不燃性材料、耐火性等級高的高效節(jié)能材料、耐火性等級高的無機和有機復(fù)合高效節(jié)能材料,以及具有抗火災(zāi)功能的新型PU保溫節(jié)能材料等外墻外保溫復(fù)合系統(tǒng)產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用。
在此,希望有遠見的企業(yè)家,為創(chuàng)建具有中國特色的防火功能的新型PU保溫材料,建立符合國內(nèi)市場需求的建筑節(jié)能保溫體系,共同攜手為我國的建筑節(jié)能事業(yè)作出新貢獻。