影響外墻外保溫系統(tǒng)防火安全性能的關(guān)鍵要素
外保溫系統(tǒng)的防火安全性能是以可燃材料的存在為前提的，影響其防火安全性能的要素包括系統(tǒng)的構(gòu)成材料及構(gòu)造方式。系統(tǒng)中具有足夠燃燒能力的材料主要是保溫層材料，它是影響系統(tǒng)防火安全性能的基本條件，當(dāng)保溫層為可燃材料時(shí)系統(tǒng)的構(gòu)造方式就成為決定防火安全性能的關(guān)鍵要素。影響其防火性能的構(gòu)造包括：保護(hù)層或面層的厚度、粘結(jié)或固定方式(有無空腔)、防火隔斷(分倉)的構(gòu)造等?？涨粯?gòu)造可能為系統(tǒng)中保溫材料的燃燒提供充足的氧氣和通道，加速火勢蔓延。系統(tǒng)的防火隔斷構(gòu)造可采用分倉或設(shè)置防火隔離帶的形式，它能有效地阻止火勢的蔓延。防護(hù)面層的厚度和質(zhì)量穩(wěn)定性決定著系統(tǒng)層面對內(nèi)側(cè)有機(jī)保溫材料的保護(hù)能力。
外保溫系統(tǒng)的防火安全性能試驗(yàn)與評價(jià)方法
對建筑物進(jìn)行防火安全性能評價(jià)是以試驗(yàn)為基礎(chǔ)的，試驗(yàn)方法所采用的試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛻?yīng)能夠表征建筑物在實(shí)際火災(zāi)中的狀態(tài)。因此，選擇正確的試驗(yàn)方法，是客觀、科學(xué)地評價(jià)建筑物防火安全性能的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的熱分析方法不能提供火災(zāi)燃燒的真實(shí)條件，研究結(jié)果不能直接用于材料火災(zāi)特性的分析，只可作為材料燃燒與阻燃研究的一種輔助試驗(yàn)方法。隨著對火災(zāi)課題的深入研究，人們對火災(zāi)實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)的發(fā)展方向已逐步形成共識(shí)，即好的、有用的實(shí)驗(yàn)方法應(yīng)該是同真實(shí)火災(zāi)有較好的相關(guān)性，而且其結(jié)果可以用于實(shí)際火災(zāi)模擬計(jì)算以及可用于火災(zāi)安全工程設(shè)計(jì)的方法，這就是性能化對火反應(yīng)實(shí)驗(yàn)方法。
外保溫系統(tǒng)的防火安全性能評價(jià)，可以依據(jù)小比例試驗(yàn)與大比例試驗(yàn)的結(jié)果，甚至可以通過實(shí)際火災(zāi)的結(jié)果分析或進(jìn)行完整的火災(zāi)模擬試驗(yàn)結(jié)果。當(dāng)小比例試驗(yàn)結(jié)果與大比例試驗(yàn)結(jié)果相矛盾時(shí)，應(yīng)以大比例試驗(yàn)結(jié)果、完整的火災(zāi)模擬試驗(yàn)結(jié)果或?qū)嶋H火災(zāi)的分析結(jié)果為依據(jù)。
如下試驗(yàn)方法是依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)條件和分析對比之后選擇出作為本課題核心的外保溫系統(tǒng)防火試驗(yàn)方法。
錐型量熱計(jì)試驗(yàn)。材料的燃燒性能是指材料對火反應(yīng)的能力，從本質(zhì)上講，是材料對火反應(yīng)過程中所放出熱量及放熱速度，燃燒特征參數(shù)包括點(diǎn)火性、熱釋放、煙及毒性氣體的產(chǎn)生等，這些特征參數(shù)在測試手段上所依托的是耗氧原理，即材料燃燒時(shí)消耗每一單位的氧氣所釋放的熱量基本上是一樣的，每消耗1公斤的氧所放出的熱量約為13.1百萬焦?，F(xiàn)代火災(zāi)科學(xué)研究表明，在火災(zāi)燃燒過程中，可燃物燃燒放出的熱是重要的火災(zāi)災(zāi)害因素。它不僅對火災(zāi)的發(fā)展起決定性的作用，而且還經(jīng)?？刂浦渌S多火災(zāi)災(zāi)害因素的發(fā)生和發(fā)展。長期以來，火災(zāi)科學(xué)研究者一直在尋找一種能夠比較準(zhǔn)確且簡便可行的測試方法來評估火災(zāi)中釋放的熱能，特別是熱釋放速率。小比例的錐型量熱計(jì)試驗(yàn)就是根據(jù)量熱學(xué)耗氧原理，模擬材料的實(shí)際火災(zāi)狀態(tài)，同時(shí)測定材料的點(diǎn)火性能、熱釋放、煙及毒性氣體等，且整個(gè)試驗(yàn)是一個(gè)連續(xù)過程。錐形量熱儀以其錐形加熱器而得名，是火災(zāi)實(shí)驗(yàn)技術(shù)首次依靠嚴(yán)密的科學(xué)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、且使用簡便的小型火災(zāi)燃燒性能實(shí)驗(yàn)儀器，是火災(zāi)科學(xué)與消防工程領(lǐng)域、研究領(lǐng)域一個(gè)非常重要的技術(shù)進(jìn)步。試驗(yàn)過程中將材料燃燒的所有產(chǎn)物收集起來并經(jīng)過一個(gè)排氣管道，氣體經(jīng)過充分混合后，測出其質(zhì)量流量和組分。測量時(shí)，至少要將O2的體積分?jǐn)?shù)測出來，要得到更精確的結(jié)果則還要測出CO、CO2的體積分?jǐn)?shù)。這樣通過計(jì)算可得到燃燒過程中消耗的氧氣質(zhì)量，運(yùn)用耗氧量原理，就可以得到材料燃燒過程中的熱釋放速率。
燃燒豎爐試驗(yàn)。燃燒豎爐試驗(yàn)屬于中比例的模型火試驗(yàn)，適用于建筑材料的測試，是GB/T8625《建筑材料難燃性試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)中用于確定某種材料是否具有難燃性的儀器設(shè)備，試驗(yàn)裝置包括燃燒豎爐和控制儀器等。在本課題中使用豎爐試驗(yàn)的目的在于檢驗(yàn)外保溫系統(tǒng)的保護(hù)層厚度對火焰?zhèn)鞑バ缘挠绊懗潭?，以及在受火條件下外保溫系統(tǒng)中可燃的保溫材料的狀態(tài)變化。在燃燒豎爐試驗(yàn)中，試件尺寸為190毫米×1000毫米，沿試件高度中心線每隔200毫米設(shè)置一個(gè)接觸保護(hù)層的保溫層溫度測點(diǎn)。大尺寸模型防火安全性能試驗(yàn)與評價(jià)方法
小型實(shí)驗(yàn)方法一般只能影響燃燒過程的某個(gè)特定的方面，不能全面反映燃燒過程。相對來說，大型實(shí)驗(yàn)方法更接近于真實(shí)火災(zāi)的條件，具有一定程度的相關(guān)性。不過，由于實(shí)際燃燒過程的因素難以在實(shí)驗(yàn)室條件下全面模擬和重現(xiàn)，所以任何實(shí)驗(yàn)都無法提供全面準(zhǔn)確的火災(zāi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，只能作為火災(zāi)中材料行為特性的參考。本課題選用的大尺寸模型火實(shí)驗(yàn)是通過對國外現(xiàn)有與外保溫系統(tǒng)相關(guān)實(shí)驗(yàn)的調(diào)研，針對目前我國防火技術(shù)條件，篩選出有代表性的墻角火試驗(yàn)和窗口火試驗(yàn)。
試驗(yàn)方法及評價(jià)
錐型量熱計(jì)試驗(yàn)、燃燒豎爐試驗(yàn)、墻角火試驗(yàn)、窗口火試驗(yàn)的結(jié)果只反映包括施工質(zhì)量在內(nèi)的試驗(yàn)條件下的所檢驗(yàn)系統(tǒng)的狀態(tài)，但是可從試驗(yàn)中獲得構(gòu)造對外墻外保溫系統(tǒng)防火性能的影響的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。在實(shí)際火災(zāi)中，外保溫系統(tǒng)的受火狀態(tài)可能更加嚴(yán)酷，因?yàn)樵囼?yàn)中只采用單一火源，火災(zāi)現(xiàn)場環(huán)境更復(fù)雜，危害性更大。相同的外保溫系統(tǒng)，不同的施工質(zhì)量，其試驗(yàn)結(jié)果可能存在差異，但不是關(guān)鍵因素。
關(guān)于試驗(yàn)方法選擇與適用性
小模型火試驗(yàn)是依據(jù)外保溫系統(tǒng)在實(shí)際火災(zāi)中的受火狀態(tài)設(shè)計(jì)的，與大比例的墻角火或窗口火試驗(yàn)有著一定的對應(yīng)關(guān)系。錐型量熱計(jì)試驗(yàn)結(jié)果科學(xué)、客觀地表征了外保溫系統(tǒng)的對火反應(yīng)特性，實(shí)用性強(qiáng)，可用于外保溫工程的常規(guī)檢驗(yàn)，適合我國國情。外墻外保溫系統(tǒng)的墻角火試驗(yàn)和窗口火試驗(yàn)，尤其是窗口火試驗(yàn)?zāi)M實(shí)際火災(zāi)對建筑物的攻擊，模型尺寸能夠涵蓋包括防火隔斷在內(nèi)的外保溫系統(tǒng)構(gòu)造，試驗(yàn)狀態(tài)能夠充分反映外保溫系統(tǒng)在實(shí)際火災(zāi)中的整體防火能力，能夠?qū)ν獗叵到y(tǒng)工程的整體防火性能進(jìn)行檢驗(yàn)。
外保溫系統(tǒng)的防火安全性能是以可燃材料的存在為前提的，影響其防火安全性能的要素包括系統(tǒng)的構(gòu)成材料及構(gòu)造方式。系統(tǒng)中具有足夠燃燒能力的材料主要是保溫層材料，它是影響系統(tǒng)防火安全性能的基本條件，當(dāng)保溫層為可燃材料時(shí)系統(tǒng)的構(gòu)造方式就成為決定防火安全性能的關(guān)鍵要素。影響其防火性能的構(gòu)造包括：保護(hù)層或面層的厚度、粘結(jié)或固定方式(有無空腔)、防火隔斷(分倉)的構(gòu)造等?？涨粯?gòu)造可能為系統(tǒng)中保溫材料的燃燒提供充足的氧氣和通道，加速火勢蔓延。系統(tǒng)的防火隔斷構(gòu)造可采用分倉或設(shè)置防火隔離帶的形式，它能有效地阻止火勢的蔓延。防護(hù)面層的厚度和質(zhì)量穩(wěn)定性決定著系統(tǒng)層面對內(nèi)側(cè)有機(jī)保溫材料的保護(hù)能力。
外保溫系統(tǒng)的防火安全性能試驗(yàn)與評價(jià)方法
對建筑物進(jìn)行防火安全性能評價(jià)是以試驗(yàn)為基礎(chǔ)的，試驗(yàn)方法所采用的試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛻?yīng)能夠表征建筑物在實(shí)際火災(zāi)中的狀態(tài)。因此，選擇正確的試驗(yàn)方法，是客觀、科學(xué)地評價(jià)建筑物防火安全性能的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的熱分析方法不能提供火災(zāi)燃燒的真實(shí)條件，研究結(jié)果不能直接用于材料火災(zāi)特性的分析，只可作為材料燃燒與阻燃研究的一種輔助試驗(yàn)方法。隨著對火災(zāi)課題的深入研究，人們對火災(zāi)實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)的發(fā)展方向已逐步形成共識(shí)，即好的、有用的實(shí)驗(yàn)方法應(yīng)該是同真實(shí)火災(zāi)有較好的相關(guān)性，而且其結(jié)果可以用于實(shí)際火災(zāi)模擬計(jì)算以及可用于火災(zāi)安全工程設(shè)計(jì)的方法，這就是性能化對火反應(yīng)實(shí)驗(yàn)方法。
外保溫系統(tǒng)的防火安全性能評價(jià)，可以依據(jù)小比例試驗(yàn)與大比例試驗(yàn)的結(jié)果，甚至可以通過實(shí)際火災(zāi)的結(jié)果分析或進(jìn)行完整的火災(zāi)模擬試驗(yàn)結(jié)果。當(dāng)小比例試驗(yàn)結(jié)果與大比例試驗(yàn)結(jié)果相矛盾時(shí)，應(yīng)以大比例試驗(yàn)結(jié)果、完整的火災(zāi)模擬試驗(yàn)結(jié)果或?qū)嶋H火災(zāi)的分析結(jié)果為依據(jù)。
如下試驗(yàn)方法是依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)條件和分析對比之后選擇出作為本課題核心的外保溫系統(tǒng)防火試驗(yàn)方法。
錐型量熱計(jì)試驗(yàn)。材料的燃燒性能是指材料對火反應(yīng)的能力，從本質(zhì)上講，是材料對火反應(yīng)過程中所放出熱量及放熱速度，燃燒特征參數(shù)包括點(diǎn)火性、熱釋放、煙及毒性氣體的產(chǎn)生等，這些特征參數(shù)在測試手段上所依托的是耗氧原理，即材料燃燒時(shí)消耗每一單位的氧氣所釋放的熱量基本上是一樣的，每消耗1公斤的氧所放出的熱量約為13.1百萬焦?，F(xiàn)代火災(zāi)科學(xué)研究表明，在火災(zāi)燃燒過程中，可燃物燃燒放出的熱是重要的火災(zāi)災(zāi)害因素。它不僅對火災(zāi)的發(fā)展起決定性的作用，而且還經(jīng)?？刂浦渌S多火災(zāi)災(zāi)害因素的發(fā)生和發(fā)展。長期以來，火災(zāi)科學(xué)研究者一直在尋找一種能夠比較準(zhǔn)確且簡便可行的測試方法來評估火災(zāi)中釋放的熱能，特別是熱釋放速率。小比例的錐型量熱計(jì)試驗(yàn)就是根據(jù)量熱學(xué)耗氧原理，模擬材料的實(shí)際火災(zāi)狀態(tài)，同時(shí)測定材料的點(diǎn)火性能、熱釋放、煙及毒性氣體等，且整個(gè)試驗(yàn)是一個(gè)連續(xù)過程。錐形量熱儀以其錐形加熱器而得名，是火災(zāi)實(shí)驗(yàn)技術(shù)首次依靠嚴(yán)密的科學(xué)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、且使用簡便的小型火災(zāi)燃燒性能實(shí)驗(yàn)儀器，是火災(zāi)科學(xué)與消防工程領(lǐng)域、研究領(lǐng)域一個(gè)非常重要的技術(shù)進(jìn)步。試驗(yàn)過程中將材料燃燒的所有產(chǎn)物收集起來并經(jīng)過一個(gè)排氣管道，氣體經(jīng)過充分混合后，測出其質(zhì)量流量和組分。測量時(shí)，至少要將O2的體積分?jǐn)?shù)測出來，要得到更精確的結(jié)果則還要測出CO、CO2的體積分?jǐn)?shù)。這樣通過計(jì)算可得到燃燒過程中消耗的氧氣質(zhì)量，運(yùn)用耗氧量原理，就可以得到材料燃燒過程中的熱釋放速率。
燃燒豎爐試驗(yàn)。燃燒豎爐試驗(yàn)屬于中比例的模型火試驗(yàn)，適用于建筑材料的測試，是GB/T8625《建筑材料難燃性試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)中用于確定某種材料是否具有難燃性的儀器設(shè)備，試驗(yàn)裝置包括燃燒豎爐和控制儀器等。在本課題中使用豎爐試驗(yàn)的目的在于檢驗(yàn)外保溫系統(tǒng)的保護(hù)層厚度對火焰?zhèn)鞑バ缘挠绊懗潭?，以及在受火條件下外保溫系統(tǒng)中可燃的保溫材料的狀態(tài)變化。在燃燒豎爐試驗(yàn)中，試件尺寸為190毫米×1000毫米，沿試件高度中心線每隔200毫米設(shè)置一個(gè)接觸保護(hù)層的保溫層溫度測點(diǎn)。大尺寸模型防火安全性能試驗(yàn)與評價(jià)方法
小型實(shí)驗(yàn)方法一般只能影響燃燒過程的某個(gè)特定的方面，不能全面反映燃燒過程。相對來說，大型實(shí)驗(yàn)方法更接近于真實(shí)火災(zāi)的條件，具有一定程度的相關(guān)性。不過，由于實(shí)際燃燒過程的因素難以在實(shí)驗(yàn)室條件下全面模擬和重現(xiàn)，所以任何實(shí)驗(yàn)都無法提供全面準(zhǔn)確的火災(zāi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，只能作為火災(zāi)中材料行為特性的參考。本課題選用的大尺寸模型火實(shí)驗(yàn)是通過對國外現(xiàn)有與外保溫系統(tǒng)相關(guān)實(shí)驗(yàn)的調(diào)研，針對目前我國防火技術(shù)條件，篩選出有代表性的墻角火試驗(yàn)和窗口火試驗(yàn)。
試驗(yàn)方法及評價(jià)
錐型量熱計(jì)試驗(yàn)、燃燒豎爐試驗(yàn)、墻角火試驗(yàn)、窗口火試驗(yàn)的結(jié)果只反映包括施工質(zhì)量在內(nèi)的試驗(yàn)條件下的所檢驗(yàn)系統(tǒng)的狀態(tài)，但是可從試驗(yàn)中獲得構(gòu)造對外墻外保溫系統(tǒng)防火性能的影響的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。在實(shí)際火災(zāi)中，外保溫系統(tǒng)的受火狀態(tài)可能更加嚴(yán)酷，因?yàn)樵囼?yàn)中只采用單一火源，火災(zāi)現(xiàn)場環(huán)境更復(fù)雜，危害性更大。相同的外保溫系統(tǒng)，不同的施工質(zhì)量，其試驗(yàn)結(jié)果可能存在差異，但不是關(guān)鍵因素。
關(guān)于試驗(yàn)方法選擇與適用性
小模型火試驗(yàn)是依據(jù)外保溫系統(tǒng)在實(shí)際火災(zāi)中的受火狀態(tài)設(shè)計(jì)的，與大比例的墻角火或窗口火試驗(yàn)有著一定的對應(yīng)關(guān)系。錐型量熱計(jì)試驗(yàn)結(jié)果科學(xué)、客觀地表征了外保溫系統(tǒng)的對火反應(yīng)特性，實(shí)用性強(qiáng)，可用于外保溫工程的常規(guī)檢驗(yàn)，適合我國國情。外墻外保溫系統(tǒng)的墻角火試驗(yàn)和窗口火試驗(yàn)，尤其是窗口火試驗(yàn)?zāi)M實(shí)際火災(zāi)對建筑物的攻擊，模型尺寸能夠涵蓋包括防火隔斷在內(nèi)的外保溫系統(tǒng)構(gòu)造，試驗(yàn)狀態(tài)能夠充分反映外保溫系統(tǒng)在實(shí)際火災(zāi)中的整體防火能力，能夠?qū)ν獗叵到y(tǒng)工程的整體防火性能進(jìn)行檢驗(yàn)。