2006年,按照建設部科技司下達的課題任務,我們與北京振利公司等協作單位一起開展防火實驗工作。當時的著眼點是保溫材料這一塊,主要是EPS板、XPS板。聚氨酯工作組開展工作以后,我們又把聚氨酯作為研究的主要內容。這三種材料是我國從開展建筑節能以來用的比較普遍的材料。
從前幾年的檢驗情況來看,工程上抽取的材料質量差異比較大。對它的要求是什么呢?基本的要求是B2級。除了EPS有氧指數大于等于30%的要求,XPS沒有氧指數的要求,就是B2級;對硬泡聚氨酯,不同標準的規定不太一樣,國標50404要求氧指數大于等于26,還有一個就是達到B2級。從對硬泡聚氨酯的檢測情況來看,我個人覺得氧指數要求26%不太容易達到,相對來說要求B2級比較容易達到,這是前一段的情況。
最近由于46號文的公布,很多企業生產出來的保溫材料達到了B1級,甚至有的達到了A級。實際上B1級對于EPS來說也不太容易。雖然說德國要求EPS都是B1級,但這有其核心的關鍵技術在里面。
就目前國內生產的EPS板而言,達到B1級是有難度的。擠塑板達到B1級也不太容易。不管是EPS、XPS、硬泡聚氨酯,即使通過改性達到B1級,也處于剛剛從B2級過度到B1級的水平,也就是說從A級到B2之間有一段是B1。如膠粉聚苯顆粒保溫漿料,也是B1級的,但它與B1級擠塑板相比,其防火能力要高出很多。所以說級別不重要,達到了B1級也未必就能保證防火安全,防火安全和材料的燃燒性能級別不存在必然的聯系。
再有一個,是我個人的看法。比如酚醛泡沫,它的防火性能沒問題。我覺得在有機保溫材料里,可能找不到比酚醛泡沫的防火性能更好的材料了。但要說它達到了A級,我表示懷疑。傳統的酚醛泡沫,我測過它的氧彈熱值,是25MJ/kg,經過特殊處理的酚醛泡沫本身,其熱值也在20MJ/kg左右,怎么算都不可能小于老標準(GB8624-1997)的規定值4.2MJ,按新標準的規定是4.0MJ,這是A級材料最基本的要求。如果在其表面抹上水泥砂漿,把酚醛泡沫的熱值分攤到水泥砂漿上,所算出的總體熱值可能符合A級材料要求,按照相關的試驗標準也可能達到A級。擠塑板的燃燒熱值是40MJ/kg,抹1cm的水泥砂漿后,擠塑板同樣也是A級。
我了解到的情況,目前有酚醛(檢驗報告)是A級,聚氨酯(檢驗報告)是A級,EPS(檢驗報告)也是A級。我覺得,現在想形成一個統一的標準很困難,能不能在規范中,有針對性的,比如說限定酚醛的氧指數大于等于40%,而其它材料,包括EPS、XPS、硬泡聚氨酯等,氧指數達到40%很困難;再有,限定酚醛泡沫的密度大于50或60kg/m3,同時保溫性能也滿足要求,就認定它可以作為A級材料使用。這樣既符合實際情況,又避免實際操作中,與相關標準的規定產生矛盾。這樣可能更實際一些。
2006年底時振利公司提出一起搞外墻外保溫的防火研究。我當時的想法簡單:弄一堵墻,燒一下,想弄個三五米的墻試一下。我們課題組的成員就搜國際上的資料,最先搜出來的是美國UL1040這個標準。我看了一下,9.15米高的墻,6米寬,我心想這個造價很高!振利黃總說:“錢的事你不用管,按照標準做,一絲不茍地做”,這就是我們點的第一把火。
隨后,我們又搜集英國的標準、瑞典的標準等,我們都做了反復的比較。覺得英國的標準比較適合中國。第一,模型比較大,能夠涵蓋防火隔離帶;第二,采用的火源是400公斤木材,火比較大,功率相當于3MW的熱量,同時操作起來確實簡單,設備我們自己可以解決。如果按照國外其它標準的做法,設備我們解決不了。比如說熱輻射計,我們現在只有航天城具有熱輻射計的檢定能力。
到目前為止,一共做了24次外保溫窗口火試驗。其中硬泡聚氨酯8次。所有這些試驗總結下來有這么幾條;第一、薄抹灰系統相對來說火災風險比較高;第二、厚抹灰系統火災風險相對較低;第三、系統自身含有防火構造的,火災風險相對比較低。
這段時間以來,大家比較關注熱固和熱塑的問題。熱固和熱塑源自塑料化工的一個定義。如果按照這個定義來解釋的話,我們現在無從談起(保溫材料的熱固和熱塑)。但對于外墻外保溫來說,EPS、XPS、硬泡聚氨酯(在有火條件下的表現)確實又不一樣。前一段時間我們在制定北京市地方標準的時候,從外墻外保溫防火這個角度把熱固和熱塑人為劃分了。在國標GB/T8626-2007的附錄A里,規定的熱塑含義是:遇火熔化收縮,有燃燒滴落物的材料。我們把它反過來,就是:遇火不熔化不收縮無燃燒滴落物的,就是熱固性材料。到目前為止我們做的試驗,不管是兩公分的硬泡聚氨酯,還是五公分的硬泡聚氨酯,不管是薄抹灰的還是厚抹灰的,在試驗條件下,都沒有出現火焰蔓延的情況。
關于硬泡聚氨酯。我們所有的試驗都是基于北京地區65%的節能標準進行的。比如說苯板的厚度7到8公分,硬泡聚氨酯的厚度最多5公分,是在這種條件下做的試驗。兩種極端的情況沒有考慮。第一,像黑龍江、新疆等嚴寒地區,苯板要做多厚,15公分,20公分?硬泡聚氨酯多厚?至少10公分;第二,像浙江、江蘇、廣東、福建夏熱冬冷地區,苯板厚度是多少呢?2公分或3公分,硬泡聚氨酯1公分夠不夠?我們還沒有進行這些外保溫的防火試驗。
再有就是關于構造和構造措施。從工程實用的角度說,還是要盡量地采用外保溫系統的原有構造,即采用系統本身就具有防火功能的外保溫系統。我把防火構造和防火構造措施分開了。我覺得對于防火隔離帶,我們所有做過的這些防火的試驗,硬泡聚氨酯的,酚醛的,試驗的條件下都是有效的。但這有兩個問題:一、耐候性問題,相關的實驗研究工作,到目前為止還沒有結束。二、按照東北地區或南方的沒有試驗,比如苯板3公分時不做防火隔離帶是不是不行?到了東北,15公分苯板或20公分苯板的系統,做20公分的巖棉隔離帶是不是還起作用。因為隔離帶這個做法,我們是從德國借鑒來的。但德國規定苯板系統(使用高度)不能超過22米。22米以下,要使用B1級的苯板,當苯板的厚度超過10cm時才做隔離帶。德國苯板的密度是15公斤,我們苯板的密度18公斤。如果完全按照熱值來算,北京地區的苯板8公分時就需要做隔離帶——這個沒有問題。但是超過22米時,比如高層100米還行不行?我覺得確實還需要進一步的研究。