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减免火灾事故的继续发生,从外墙保温材料做起
2009年2月9日晚8时,央视新址附属文化中心工地发生特大火灾事故,至次日凌晨2时大火才得以扑灭。这起事故使得国家财产蒙受重大损失,并牺牲了一名优秀的消防队员。造成央视新址配楼大火的“凶手”是谁?从表面看,火灾是因燃放烟花不当而酿成。中央电视台2009年2月13日针对新址园区附属文化中心大楼火灾事件召开会议,通报专家组对火灾现场进行勘察的初步结果,称这次火灾系新中国成立以来建筑物燃烧最快一例,经相关专家初步勘察结果显示,“央视新址北配楼着火后,燃烧主要集中在钛合金下面的保温层,具有表皮过火的特点。大楼保温层使用的材料是国家推荐使用的新型节能保温材料,这种材料燃烧后过火极快,因此瞬间从北配楼顶部蔓延到整个大楼。目前这种新型材料在北京市很多建筑中都有使用,北京大学乒乓球馆着火也是这种情况, 北京市将对这种新型材料的防火标准进行重新评估和审定”。从这份调查结果显示,正是这种不耐燃烧的新型节能保温材料操控了整起火灾事故,充当了那只幕后纵火的“凶手”。由保温材料不当引发的火灾事故远不只这一起,2008年10月9日16时哈尔滨 “经纬360度” 双子星大厦的重大火灾事故,也与外墙保温层有着直接关联。火灾原因经查明是工人在对建筑外墙面装修施工电焊操作时,引燃该建筑A栋外墙聚氨脂硬发泡保温层,导致火灾事件的发生。类似多起造成难以估量损失的火灾事故一再警醒世人:若能在建筑中采用绝热防火的材料作外墙保温层,则可以有效避免或降低火灾事故的发生。而目前在我国建筑外墙保温所用材料主要为聚苯乙烯、聚氨酯、发泡橡胶等有机材料以及岩棉、玻璃棉和保温砂浆等无机材料。上述有机材料具有耐热差、耐老化性能差,易燃烧和燃烧时释放大量热量,产生大量有毒烟气,能够加速大火蔓延的诸多缺点;无机纤维保温材料又有粉尘和细小纤维,既污染空气又易滋生细菌,早已成为危害人们健康的隐患;保温砂浆绝热效果差,很难满足节能要求。那能不能找到一种既绝热防火又对人身体健康无害的外墙保温材料呢?答案是肯定的,那就是酚醛泡沫。

    酚醛泡沫(Phenolic Foams,简称PF)被誉为“保温之王”,具有重量轻,绝热性好,刚性大,尺寸稳定性好的特点,并且它有着和铝相似的膨胀系数,属于难燃物质,燃烧时仅产生少量一氧化碳有毒气体,发烟量低,不会熔融,无滴落物,而且生产成本低廉。1942年,酚醛泡沫塑料已在实验室制成。二战初期,德国将酚醛泡沫用于航空工业,作为轻木的代替品。同期,英国的泡沫橡胶公司也研制出酚醛泡沫塑料,主要用于漂浮方面。1945年美国的联合碳化物(UCC)公司开始对低密度酚醛泡沫及其树脂的生产技术进行研究。酚醛泡沫塑料的生产方法有湿法和干法两种。湿法是以甲阶酚醛树脂为基础,其可发性树脂体系为液态,欧美常采用此法制造酚醛泡沫塑料。湿法生产酚醛泡沫塑料中,最有代表性的是诺贝尔炸药公司、联合碳化物(UCC)和艾斯奇姆(Icechim)等公司生产的泡沫塑料,其原料合成和泡沫制备工艺大体相同,只是控制泡沫密度的方法有所区别。干法酚醛泡沫是以热塑性树脂为基础,其可发性树脂体系为固态,这是前苏联首先开发研制的另一条生产路线,上世纪五十年代未实现批量生产,但目前应用较少。

    上世纪八十年代, 国外科学家通过对酚醛树脂及其制品研究,发现它们具有突出的难燃、低烟、低毒特性和优异的耐热性。九十年代年代以来,包括酚醛泡沫在内的酚醛复合材料得到很大发展,首先受到英、美等国军方重视,将其用于航天航空、国防军工领域,后又被应用于民用飞机、船舶、车站、油井等防火要求严格的场所,并逐步推向高层建筑、医院、体育设施等领域。在国内,1961年兵器工业部第53研究所对干法酚醛泡沫塑料进行了研究,已成功地用于军工方面。80年代湿法酚醛泡沫塑料的研究开始起步,并90年代已初步实现工业化生产,较有代表性的单位(除军工科研所外)有济南大学(原山东建材学院)、北京化工大学等。酚醛泡沫早期应用于导弹及火箭头的保温方面。近些年来,由于高层建筑、交通运输、舰船、航空、空间技术等方面对合成泡沫塑料的热稳定性和耐燃性提出了严格要求,使得酚醛泡沫得到广泛关注和迅速发展。现在,酚醛泡沫作为一种新型的多用途泡沫材料,以其耐热、难燃、自熄、耐火焰穿透、遇火无低落物和防止火灾蔓延的阻火性能等优点,引起了人们的高度重视。人们重新认识到利用它的耐燃性制作成绝热保温材料在高层建筑、高温隔热、超低温保冷材料具有重要的实用价值,其作为理想的隔热保温材料将会得到更为广泛、更为迅速的发展,因此它具有广阔的市场前景,是安全、经济、绿色的新型建筑材料。

    对于人类所赖以生存的各式各类建筑物而言,安全问题始终是列于首位的。酚醛泡沫是一种性能优越的防火、隔热、隔音、轻质节能产品,其导热系数低,密度最低仅为30~40㎏/m3,并且酚醛泡沫的难燃程度是目前建筑业广泛使用的聚苯乙烯、聚氨酯等泡沫所远远不及的:25㎜厚的酚醛泡沫平板经受1700℃的火焰喷射10分钟后,仅表面略有炭化却没有被烧穿,既不会着火更不会散发浓烟和毒气。法国建筑科学与技术中心曾对酚醛泡沫塑料做过全面检验,证明它抗火焰性好,如从焊枪喷出的高达3000℃温度的火焰对准泡沫板,2分钟后还未记录到有明显的热感传到板背面,无高温热分解和发烟。酚醛泡沫优良的抗燃烧性能主要包括两个方面:一是防止火焰扩散的能力,即绝热材料局部产生火焰,火焰将不扩散而自行熄灭;二是材料本身的绝热性能,即使在材料一侧着火燃烧,另一侧的温度不会升高而导致火灾范围扩大。酚醛泡沫其材质与结构决定了该产品即便是在焊枪火焰下只是发生表面炭化现象,既不燃烧也不变形,既不散发有害气体也无滴落物质。酚醛泡沫塑料所兼备的这些特性,使它成为最理想的新型有机保温材料,非常适合作为建筑材料用于外墙保温、屋面保温和防火门内层之中。我们若能采用酚醛泡沫作外墙保温材料,可同时满足绝热和防火的要求,其作为封闭与控制火势的材料用于公共建筑,就能够从根本上杜绝有机易燃材料,无机材料的粉尘和细小纤维污染给人们带来的安全和健康双重危害。

    随着人类科技的不断进步,建筑趋于高层化和豪华化,但与之而来的是火灾事故的频繁发生。据有关调查结果显示,80%~85%的人员死亡和受伤是由于着火现场的浓烟和毒气所致,因此各国政府在建筑、运输等领域对材料提出严格的阻燃、低火焰或低发烟、低毒等要求。目前酚醛泡沫塑料作为封闭与控制火势的材料已在国外广泛投入使用。法国马赛、里昂等城市建造的许多大型公寓,已将酚醛泡沫板安装在外墙上,再涂覆保护层,就能有效阻止大火的蔓延燃烧。而日本政府业已出台法规将酚醛泡沫作为公共建筑的标准耐燃物,换言之,耐燃烧性能低于酚醛泡沫的,不允许在公共建筑上使用。而从90 年代后到现在,国内的泡沫类保温材料和轻质墙体材料仍以发展聚苯乙烯(PS) 和聚氨酯(PU) 为主。特别是国内用PS 泡沫制成的夹芯板近年来已形成3200万m2/年的生产能力,生产厂家达300 多家,仅1999 年一年就销售出1600万m2,广泛用于建造大楼、厂房、仓库、体育馆、活动房屋之中。不难推测这类易燃建筑材料生产得越多,上至国家下到民众所面临的风险和危害也就越大。由于PS 和PU 都易燃、不耐热,在一些工业发达国家中受到消防部门的限制使用,国外政府部门已有明文规定防火要求严格的场所, 只能用PF及其夹芯板。因此对我国重大火灾事故相继发生与火势迅速蔓延难以控制的原因进行分析,易燃的外墙保温材料难逃罪责,所以PF 取代PS、PU 泡沫应是利国利民、迫在眉睫的重大举措。随着我国经济建设步伐的加快,建筑保温材料正在日益突飞猛进的发展,市场急需高效、阻燃、轻质、安全、成本低廉的隔热保温材料,因此酚醛泡沫在我国有着广阔的应用市场。据报道称90年代以来,我国香港地区已从英国进口大量PF 用于一百多幢大楼中央空调系统风管的保温。上海浦东东锦江大厦于1996年在香港房产商的推荐下, 也首次在国内采用了PF 做空调保温材料。
发布时间:2012/8/8 8:43:26 点击率:1456
 
 

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