河北绿色建筑节能关键技术破解之谜调查与商榷

2015/4/8 0:20:24

绿色建筑的工作重点是节能，它以维护结构保温节能为首。近年来，由于火灾原因，使全国建筑节能工作陷入僵局，国家至今无法出台一个明确、统一的规定，此问题被业内称之为“世界性难题”。如今，该难题在河北得以解决，是河北的企业攻克了这个“世界性难题”。随之，媒体上出现了‘不燃、不坏，无传播’的科学命题，这在建筑节能领域的薄抹灰外墙外保温行业中是一个科技创新之举，填补了行业空白。它通过技术创新，使聚苯板薄抹灰外墙外保温系统在模型火试验时，突破了迄今为止均被破坏、燃烧的瓶颈，实现了超常规的不燃烧目标。笔者认为，既然现实中存在着燃烧和不燃烧两种不同结果，就应增加新术语对其加以区分。改变过去只有‘不具有火焰传播性’单一术语的思维理念，实现特定的新、旧术语并存的思维理念新格局，勇于正视用保温系统不燃取代可燃传播的重大技术变革。

之前，为什么只有‘不具有火焰传播性’的概念和定性？而现在又出现了‘不燃、不坏，无传播’的全新概念和定性？二者术语有何区别？为什么要对外墙外保温系统的防火性能进行验证，只有满足不具有火焰传播性的保温系统方能使用？为什么早被发达国家证明综合性能最好、用量最大的聚苯板在短期内被大量的无机材料所取代？

国家2011年12月制定的《外墙外保温系统技术要求及评价方法》征求意见稿第6.1节要求（详见表9）中，对外墙外保温系统防火性能的技术要求是：通过模型火试验确定系统不具有火焰传播性，……。同时规定，防火性能试验按建筑工业行业标准《建筑外墙外保温系统防火试验方法》的规定进行。上述两个《方法》均只对火焰传播性的大、小进行测量判定和分级，对于‘不燃、不坏，无传播’ 的外保温系统的防火性能是否需要再制定一套方法与其相对应？

上述问题综合性答案是：

目前的薄抹灰外墙外保温系统在模型火试验时，无一例外都出现系统薄抹灰保护层破坏，有机保温材料燃烧的现象。因此，当系统中保护保温材料的薄抹灰层破坏后，保温材料完全暴露在火焰之中，它的燃烧性能对于保温系统是否‘不具有火焰传播性’至关重要。为此，国家对薄抹灰外墙外保温系统中的保温材料提出了具体分级要求。

假设，保温系统‘不燃、不坏，无传播’的现象存在，即保护保温材料的薄抹灰层不被破坏，此时，有保护层保护的有机保温材料不会燃烧，它的燃烧性能对于保温系统是否具有火焰传播性基本无关。那么，再依靠A级保温材料限制火焰传播的做法也就失去了意义。试想，历经数小时烈火考验不被破坏的保温系统，再限制保温材料的防火等级有何意义？

综合性答案中前者与假设的本质区别是：

一个是因系统被破坏后引起燃烧、同时具有火焰传播性，存在火焰传播面积大和小的情况，要求火焰传播能够控制在规定的安全范围内即可。此时，引起火焰传播的原因是保温系统的燃烧性能不达标；另一个是系统不燃烧、不破坏，根本不涉及火焰传播的问题。此时，是燃烧性能达标的保温系统保证了不会发生燃烧现象。

如果上述“假设”成立，我国的建筑节能外保温系统是否会出现一次大的变革，相关的政策、标准势必也要随之调整而改变。为此，我们深入到‘不燃、不坏，无传播’的发源地河北天册节能科技有限公司，对“易推得”外墙外保温系统的技术层面进行了深入探究，在理清头绪后，得出了上述新思维、新观念的综合性答案。

具备防火功能的

外保温系统技术创新探秘

“易推得”外墙外保温系统是依据上述“假设”理念激发出的一系列创造性思维概念，突破了传统概念的框框另辟蹊径。即在仍采用国家《行标》149的框架下，围绕主要问题焦点分别寻找解决办法，并在研究解决关键问题上下工夫。创新技术在成功解决薄抹灰外保温系统防火等技术难题后，使不燃烧，不涉及火焰传播性的思维设想变为现实，性能明显高于‘不具有火焰传播性’燃烧标准中最高的级别。

根据《行标》149现有主要问题的分析研究，他们提出的创新技术改进方案，仍然采用厚度不大于8毫米的薄抹灰保护层，保温材料为聚苯板等原有技术方案，只是利用了改变材料材性、系统结构和增加构造措施等多项技术手段。该创新技术即保留了《行标》149的基本功能，又大幅度地改善和提高了《行标》149的主要技术性能。

通过对预定各项技术措施逐一进行可行性试验验证，在大量创新、试验、改进工作的基础上，完成了一系列大胆创新研究成果，摸索出了一整套改进技术方案，最终形成了具有河北省特色的“易推得”外墙外保温系统。通过连续3个小时的模型火超极限试验，该系统经受住了烈火考验，取得了很好的效果，实地验证了上述“假设”是成立的，证明河北省的全新理念和理论是可行的。

“易推得”创新方案的主要技术特点及做法：

1、针对系统保护层在发生火灾的短时间内自身出现破坏的问题，《行标》149修改征求意见曾提出用增加保护层厚度的方法延长耐火极限破坏时间的改进方案。通过按照国家改进方案做到20毫米厚时的试验情况看，试验出现了应力爆裂破坏和脱落，延长耐火极限时间的效果并不明显。经“易推得”发明团队分析判断，是由于保护层厚度的增加使之表面受热应力加大的缘故。为此，创新技术仍维持原保护层厚度，通过增加薄抹灰保护层的构造措施，提高了保护层的综合强度，保证了保护层在长期高温燃烧时不破坏、不脱落。

如，创新技术在薄抹灰保护层下方增加了数条纵横交错的密肋，并在密肋中设置了相匹配的钢筋网，与6毫米薄抹灰层中的玻纤网共同形成刚、柔组合体协同受力体系，其薄抹灰保护层厚度仍然可以控制在《行标》149规定的范围内。该构造措施可保证薄抹灰保护层遭遇火灾时，使薄抹灰保护层里、外温差减小，不再发生因表面受热应力过大引起爆裂破坏等问题。

又如，创新技术通过调整改进保护层材料的配方，既改善、提高了保护层抗燃烧的耐火性能，又避免了因保护层过薄遇火灾时导致其强度下降，引起爆裂、脱落等破坏情况发生，耐火保护层大大延长了保温系统耐火极限时间（达到了3个小时）。

由于针对现行薄抹灰保护层存在问题采取了相应的构造补救措施，保护层仍为用6毫米厚的薄抹灰做法（区别是改现场抹灰为工厂制作），但解决爆裂、燃烧和脱落等问题的效果却非常理想。

2、《行标》149设置钢制塑料锚栓加固的构造措施，对于薄抹灰保温系统的防火具有极大的危害性，这是现有薄抹灰外墙外保温系统不能防火的另一个原因。该保护层依靠保温材料悬挂在外的设计构造不合理，存在技术缺陷，必然引发有机保温材料在火灾高温中快速收缩，系统中的钢制锚栓膨胀，这两个方向相反的作用力使保护层与保温材料很快剥离脱落，失去保护层保护的有机可燃保温材料仍粘在墙体上迅速燃烧，这是我们在火灾现场看到的情况。

创新技术取消了锚栓的连接方式，改为通过钢筋混凝土构造连接的一体化技术（详见中国建设报2011、11、24第五版头条报道：如何定义建筑节能与结构一体化），并在钢筋混凝土构造和钢筋网密肋与薄抹灰层之间增设隔热垫，降低了热桥影响。该构造连接实现了系统中的保温材料不再受力，最大限度延长了保温系统的耐久性（可实现与建筑物同寿命），保证了遇高温聚苯板收缩时薄抹灰层不脱落。

3、在刚性连接的保温系统中，根据保护层材料热膨胀系数计算结果，分区均匀设置了多个热膨胀微调装置，在对薄抹灰层的材料配方和系统构造进行优化、改进的基础上，使其与建筑主体结构共同承担了烈火的考验，钢筋混凝土构造连接的热膨胀微调装置有效地吸收并分散了热应力，使该系统的薄抹灰保护层实现了在超常模型火试验时不爆裂，不脱落，有效地保护了系统中的有机保温材料不燃烧。

4、创新技术在系列改进措施的支撑下，保护层粘贴的面砖在3个小时模型火超极限试验时，也经受了烈火考验，取得了很好的效果。

5、创新技术“易推得”外墙外保温系统采用了科学合理的生产、施工工艺，使其综合造价与现行《行标》149外墙外保温系统的综合造价基本持平。

6、创新技术改进的基础理论和总体思路：详见《建设科技》2012、第7期“河北省外墙保温防火现状调研与思考”；中国建设报2011、9、29第五版“读者来信”的相关报道，这里不再一一赘述。

创新思考与新观点

燃烧性能分级是对应外墙外保温系统整体而言，而不能针对外墙外保温系统中的各种单一材料设定。

例如：对于汽车来讲，汽油是使其行驶的动力来源，汽油通过发动机火花塞点火燃烧做功。按照惯性逻辑思维方式，汽油属于易燃、易爆高危物品，理当远离火源和不得随意携带，但是在汽车这个狭小的空间里，它既不可能远离火源，又必须随身携带。

又如：很多住宅都在使用天然气等可燃气体烧水、做饭，它已成为人们日常生活不可缺失的一种易燃、易爆高危物品，整日伴随身旁。

虽然我们偶见有汽车、燃气等燃烧和爆炸发生火灾的消息报道，却不能因此給汽油、燃气等设定一个燃烧性能分级的标准，更不能依靠改变汽油、燃气等的燃烧性能来解决此问题。

这是一个安全理念需要更新的问题，它涵盖了外墙外保温系统‘不燃、不坏，无传播’与‘不具有火焰传播性’的安全理念。

‘不燃、不坏，无传播’，“无”是指外墙外保温系统在模型火试验时，系统不发生燃烧现象，不存在有火焰传播的问题；‘不具有火焰传播性’，“不”是指外墙外保温系统在模型火试验时，系统发生燃烧现象后才会出现蔓延的趋势，只是火焰传播的范围要求能够控制在规定的区域内，存在有火焰传播的问题，“不”字只是系统燃烧后为区别火焰传播大与小的定量等级而设定的。

这里“无”和“不”一字之差的理念，使燃与不燃的定性形成了截然不同的两种概念。

前者“无”的概念，如“易推得”外墙外保温系统能够做到不燃烧，不存在火焰传播的问题，使薄抹灰外墙外保温系统达到了不燃烧无火焰传播的高水准（详见中国建设报2012年9月3日报导）。因此，对该外墙外保温系统的保温材料要求类似上述举例中的汽油、燃气等，无需再对保温材料划分燃烧性能分级标准。此时的燃烧性能分级是对应外墙外保温系统整体而言，必须对外墙外保温系统整体燃烧性能进行分级判定，即根据《建筑设计防火规范》征求意见稿中的规定，参照不燃材料试验方法对保温系统的“耐火极限”提出明确要求，这里提出的耐火极限时间应该仅与火灾逃生时间相关。

后者“不”的概念，是目前正在采用的外墙外保温系统划分燃烧性能分级标准的理念。因为，在国家做的几十次模型火试验中得到验证，外墙外保温系统均遭到不同程度的破坏和燃烧，证明现行并普遍采用的薄抹灰外墙外保温系统存在火灾隐患，所以，必须对外墙外保温系统的保温材料提出具体和明确的燃烧性能要求。

与专家商榷的问题

依靠技术创新推动技术革命，观念更新和社会进步，这是人类、社会发展的动力及源泉，每当一个难题被攻破，就意味着社会进步的一个新起点的开始。“易推得外墙外保温系统”的出现，使我们产生了许多新的思考，特别是概念和观念的更新尤为重要。

1、是否对系统的“耐火极限”提出明确的时间分级要求？

新标准制定和修订时，应将“外保温系统耐火极限”的术语引入相关标准中，并以外墙外保温系统的耐火极限时间长短判定外保温系统的防火等级。

2、是否在划分燃烧性能分级标准时，将不燃的系统设置为最高等级？

在新标准制定和修订时，应增加不燃、不坏，无传播的外墙外保温系统级别，作为在燃烧性能分级系列里的一个最高性能级别。

3、防火隔离带是否必须一律设置？

设置防火隔离带的目的是系统燃烧、破坏后，用于阻止火灾蔓延的构造措施。所以对设置防火隔离带的系统不能一概而论。应根据保温材料及保温系统的燃烧性能有所区分，特别是对于满足不燃、不坏，无传播的外墙外保温系统，可以不要求设置防火隔离带。

4、是否硬性规定有机保温材料的使用条件？

对于满足不燃、不坏，无传播的外墙外保温系统，可以无条件使用保温材料，不再限制使用有机保温材料的燃烧级别。

5、是否取消系统中 “锚栓加固” 的具体规定要求？

《行标》149设置钢制塑料锚栓加固的构造措施，对于薄抹灰保温系统的防火安全具有极大的危害性。应明确采取构造加固的技术措施即可。

6、满粘无空腔的条件要求是否根据情况区别对待？

对不具有火焰传播性的保温系统要求满粘无空腔做法意义重大；而对于满足不燃、不坏，无传播的外墙外保温系统，满粘无空腔做法意义不大，且增加了施工难度和原材料费用。

7、粘贴面砖规定增加构造措施的要求是否要具体化？

外保温系统主要依靠保温材料受力的，不论增加何种构造措施，都应限制粘贴面砖；外保温系统依靠保温材料辅助受力的，设置或增加构造措施后，不应再对粘贴面砖加以限制（不包括现场粘贴面砖）。

8、是否延长耐久性，根据保温系统构造的可靠性进行分级？

外保温系统主要依靠保温材料受力的，耐久性不少于25年；外保温系统依靠保温材料辅助受力的，设置或增加的构造措施合理，耐久性应与设定建筑物的寿命同步，实现外保温系统与建筑物同寿命的绿色、环保奋斗目标。

最后建议：

1、国家在制定和修订相关标准时，应对‘不燃、不坏，无传播’与‘不具有火焰传播性’的薄抹灰外墙外保温系统区别对待。充分发挥‘不燃、不坏，无传播’的薄抹灰外墙外保温系统的优势，科学合理地制定不同的技术指标。现行的《标准》征求意见稿是针对‘不具有火焰传播性’的薄抹灰外墙外保温系统制定的，它不仅不适用‘不燃、不坏，无传播’的薄抹灰外墙外保温系统，反而会形成对新技术、新产品的技术进步的掣肘。

2、消防部门也应像对待使用汽油和燃气不分燃烧等级那样，在保温系统具备相应保护条件时，不再针对系统的材料提出苛刻要求。▲

【作者简介】

周卫国，河北省墙材革新和建筑节能管理办公室副主任、高级工程师