建筑节能与防火安全并举 建筑节能是执行国家环境保护和节约能源政策的主要内容，是实现“21世纪 可持续发展战略”的重要措施之一。多年来，在相关国家节能政策和技术规范的推动 下，我国的建筑节能工作不断深入，节能标准不断提高；目前已初步建立起以节能50% 为目标的建筑节能设计标准体系，部分地区执行更高的65％节能标准；并形成了多样 化、系列化、配套化的墙体保温材料体系及保温系统；确立了以技术进步和科技创新 为推动力的行业发展方向。 建筑节能与防火安全并举，是建筑节能发展的总趋势，也是执行国家节能降耗大 计，关注民生安危的根本要求。目前，墙体保温系统的防火安全性能已成为一个人们 日益关注和十分突出的问题，特别是近年来国内发生多起严重工程火灾并造成重大经 济损失，引起社会各界对墙体保温防火安全性的广泛关注和高度重视。如何正确认识 并科学合理地提高保温系统的防火安全，是目前墙体保温系统应用过程中必须面对和 解决的重要问题之一。 BMS 喷油聚氨酯硬泡幕墙保温系统的开发 为全面解决“建筑节能与防火安全并举”这一现实问题，中国建筑科学研究院建 筑材料研究所和拜耳材料科技（中国）有限公司（简称“BMS”）发挥各自技术优势， 共同开发出“BMS 喷油聚氨酯硬泡幕墙保温系统”。该系统融合了喷油聚氨酯硬泡外 墙外保温系统和幕墙保温系统的技术优点，采用现场喷油发泡聚氨酯、龙骨干挂装饰 板材等先进技术，性能优异、防火构造完善，是一种较为理想的外墙及幕墙保温解决 方案。该系统适用于外墙喷油聚氨酯硬泡保温材料、外饰面龙骨干挂装饰板（石材、 金属板等）的幕墙保温系统，可用于新建建筑的保温节能工程，也可用于既有建筑的 BMS喷油聚氨酯硬泡幕墙 保温系统开发及防火性能研究 □ 中国建筑科学研究院 赵霄龙 艾明星 曹力强 朱春玲 郭向勇 □ 拜耳材料科技（中国）有限公司 许昌锋 保温节能改造，既适用于居住建筑与公共建筑， 又适用于工业建筑。其基本构造如表1所示。 同时，为完善BMS喷油聚氨酯硬泡幕墙保温 系统技术体系，合作双方还制定出“BMS喷油聚 氨酯硬泡幕墙保温系统”相关技术标准、规范： 包括“BMS喷油聚氨酯硬泡幕墙保温系统”及其 组成材料的技术要求、系统设计原则及方法、施 工及验收规范、施工组织规划、图集等重要内容。 BMS 喷油聚氨酯硬泡幕墙保温系统 防火性能研究 为研究BMS 喷油聚氨酯硬泡幕墙保温系统 防火安全性，项目组对BMS 喷油聚氨酯硬泡幕 墙保温系统的防火性能进行了深入研究。确定了 幕墙保温系统中防火构造要素及其基本组成；并 利用大型窗口火试验从体系构造及系统整体的角 度对BMS 喷油聚氨酯硬泡幕墙保温系统的防火 性能进行了验证研究。 1、BMS喷油聚氨酯硬泡幕墙保温系统防火 构造要素研究 按照BMS 喷油聚氨酯硬泡幕墙保温系统的 构造组成以及相关标准规范的技术要求，项目组 利用系统局部构造的小型火、中型火试验，最终 确定了喷油聚氨酯硬泡防护砂浆的类别及面层厚 度，以及采用防火隔层对空腔进行封堵的防火构 造形式；其中防护砂浆可采用普通类型的抹面砂 浆，抹面层厚度宜控制在5～6mm，并通过耐碱 玻纤网格布进行抗裂增强；体系中的空腔构造， 可采用岩棉或矿棉作为防火隔层封堵。
2、BMS喷油聚氨酯硬泡幕墙保温系统窗口 火试验研究 BS8414-1窗口火试验，作为大比例防火试 表1 建设科技35 绿色建筑大会 验方法，描述了应用于建筑表面并在控制条件下暴露于外部火焰的 非承载外部包覆系统、包覆系统之上的遮雨屏及外墙外保温系统的 防火性能评价方法，能较全面地反映建筑物真实受火状态下的燃烧 过程。并可依据以下判定准则，确定系统是否具有火焰传播性：符 合以下条件，将判定系统不具有火焰传播性，否则判定系统具有火 焰传播性： （1）实验点火开始后15 分钟内，水平准位线2（距离地面垂 直距离7000mm）的任何一个内部热电偶其温升不超过500℃； （2）点火开始后15分钟内，水平准位线2的任何一个内部热电偶 其温升如超过500℃，持续时间不小于20 秒；（3）实验后的检查 结果应表明系统每个可燃层的垂直燃烧高度不超过水平准位线2 上方30 厘米。 为模拟系统在窗口火状态下的受火状态，确定BMS喷油聚氨 酯硬泡幕墙保温系统阻止火焰蔓延的能力，以及在火作用下系统 构造中保温材料的状态，项目组建立起BS8414-1 试验模型，其 构造特点如下：系统的保温层为厚度约4 cm 的BaySystems 喷 涂聚氨酯硬泡，参照《硬泡聚氨酯外墙外保温工程技术导则》的 要求进行施工；喷油聚氨酯硬泡保温层与基层墙体之间无空腔构 造，且系统无分仓构造；喷油聚氨酯硬泡防护砂浆保护层公称厚 度为5～6 mm；龙骨及空腔层的公称厚度为15 cm；系统干挂石 材的厚度为25 mm，系统龙骨及空腔层设置了10 cm厚的岩棉防 火隔离带；试验模型窗口顶部的底面为10 cm厚的岩棉防火隔离 带和25 mm 的石材；试验模型墙体的边角部位玻璃纤维网格布 翻包加强。干挂石材尺寸为606× 993mm，石材间的缝隙为8mm， 采用专用密封胶密封。 防火试验由中国建筑科学研究院防火所实施。图1和图2分 别为BMS喷油聚氨酯硬泡幕墙保温系统受火过程及试验后墙面和 保温材料的表观状态。根据BS8414-1，试验过程中还实时检测了 不同位置的温度变化。最终根据判定原则，得出以下结论：试验 条件下，BMS 喷油聚氨酯硬泡幕墙保温系统不具有火焰传播性。
BMS 喷油聚氨酯硬泡幕墙保温系统之所以具有的抗火性，主 要是由以下四个因要素决定的： （1）喷油聚氨酯硬泡保温层的性能及结构造：该系统所使用 的BaySystems 聚氨酯硬泡是热固性材料，遇火时呈惰性、不 形成熔滴或融化并且只会生成焦炭化层，既避免了保温系统在受 火时产生坍塌破坏，又有效地抑制了火势的蔓延。同时，保温层 与基层墙体间不存在结构空腔，最大程度地减少了内部空气的存 在并阻隔了空气的流通，从而避免了空气带来的助燃作用和因空 气流通带来的轰燃及火焰传播。 （2）防护层砂浆的阻火作用：防护层砂浆主要由无机材料构 成。在热辐射或受火状态下，尤其当火焰突破装饰面层后，防护 层砂浆形成了防线，减少或阻止其火焰对保温层的直接攻击。 （3）系统空腔中封堵措施的挡火作用：在幕墙空腔中通过层 间的封堵设置，将空腔的连续通道进行分割形成封堵空腔，有效 地消除了“烟囱效应”和阻挡了火焰的传播。 （4）幕墙装饰层石材的一定挡火作用：装饰层石材属于不燃 性材料，尽管在受火状态下，达到一定的温度时，产生了局部崩 裂现象，但其是系统的第一道阻火防线。石材之间通过硅铜酮结 构胶连接，受火后石材块体没有因为体积膨胀而相互挤压破裂， 这对其保持阻火作用是十分重要的。 结论 建筑节能与防火安全并重，是执行国家节能降耗大计、关注 民生安危的根本要求。中国建筑科学研究院建筑材料研究所与拜 耳材料科技（中国）有限公司，通过融合双方技术优势，共同开 发出具有技术先进、工艺简单、性能优越、安全可靠的BMS喷油 聚氨酯硬泡幕墙保温系统，同时制定出BMS喷油聚氨酯硬泡幕墙 保温系统相关技术标准、规范：包括BMS喷油聚氨酯硬泡幕墙保 温系统及其组成材料的技术要求、系统设计原则及方法、施工及 验收规范、施工组织规划、图集等重要内容；国内首次进行了幕 墙保温系统的大型窗口火模型（BS 8414-1）试验，并从系统构 造防火的角度，对BMS喷油聚氨酯硬泡幕墙保温系统的防火性能 进行了深入研究。研究表明：BMS喷油聚氨酯硬泡幕墙保温系统 在受火状态下，无火焰传播性，具有良好的防火安全性能。本研 究项目的顺利实施，对完善聚氨酯硬泡保温系统技术，提高系统 防火安全性，推动聚氨酯应用技术进步具有重要意义。 图1 BMS喷油聚氨酯硬泡幕墙保温系统受火过程中的状态图2 BMS喷油聚氨酯硬泡幕墙保温系统试验后墙面保温层状态 。 |
