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聚氨酯新型保温材料 行业共同奋斗新目标

上海保温防水展2018-12-05 15:51:27

  易燃可燃保温材料为什么极易燃烧并会轰燃,这是材料科技界一直在探索研究的问题,不同燃烧性能等级的材料与对应实体发生轰燃规律的对应关系。


  据报道,2015年5月25日晚河南平顶山市鲁山县康乐园老年公寓发生火灾,事故造成38人死亡、6人受伤,举国震惊,总书记习近平、总理李克强相继发表重要讲话,要“查明事故原因,依法追究事故责任,举一反三,坚决避免类似事故再次发生”。国务院成立“5.25”特别重大火灾事故调查组,要对事故调查,追究火灾肇事原由和责任。


  习近平总书记在5月29日的中共中央政治局第23次集体学习会上就健全公共安全体系强调指出:各级党委和政府要切实承担起“促一方发展、保一方平安”的政治责任,明确并严格落实责任制。要坚持标本兼治,坚持关口前移,加强日常防范,加强源头治理、前端处理,建立健全公共安全形势分析制度,及时清除公共安全隐患。


  现在结合河南平顶山“5.25”特别重大火灾事故的深刻教训,就如何从保温材料的源头治理、加强科技创新,研发新颖节能防火安全的聚氨酯新材料,维护人民生命财产安全提出我们的述评及建议。


  我国节能防火有两个强制执行的规范和标准


  国家建筑节能需要高效节能保温材料,有机保温材料(PU、EPS、XPS)是当代最佳节能保温材料,大量应用有利国家节能减排目标的实现。但有机保温材料均是高分子易燃材料,将最佳保温材料由易燃可燃变为难燃材料是国家和材料科学家重大的课题和光荣职责。

 

  国家为实施“节能是国策、防火安全是大局”的根本宗旨,强化对建筑节能保温材料防火安全的法律、法规的建设,参照欧盟国际标准,并经过国内多年实践考察、多次法规的经验总结和修改,现在已正式发布强制执行的GB8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》》标准(简称:新国标),2015年5月1日正式执行中国(GB50016-2014)《建筑设计防火规范》(简称:新建规),我国各级建筑设计部门必须根据国务院在2011年发布国发[2011]46号文《国务院关于加强和改进消防工作的意见》的“新建、改建、扩建工程的外保温材料一律不得使用易燃材料,严格限制使用可燃材料”规定,坚决执行不得使用易燃B3级材料,严格限止使用B2级可燃材料的设计规范,任何要超越两个强制执行的规范和标准,均属违规违法的行为。


  为何易燃可燃芯材彩钢板屡禁不止


  国务院故调查组初步调查,平顶山“5.25”特大火灾事故暴露出老年公寓房屋违规采用易燃可燃为芯材的彩钢板、建筑耐火等级低、项目设计不符合相关要求等问题。国家安全监管总局党组书记、局长杨栋梁在主持召开党组扩大会议上指出,要“严厉打击未经消防验收投入使用、违法违规使用不符合消防要求的聚氨酯泡沫等建筑材料”。


  公安部消防局于2012年10月19日发布(公消〔2012〕303号)《关于进一步加强彩钢板建筑消防安全监督管理的通知》,要求各地加大执法力度,对已搭建的可燃夹心材料彩钢板房,劝其拆除,或更换为A级夹心材料彩钢板,明令禁止应用可燃夹心材料彩钢板。然而有的地方对公安部消防局禁令置若罔闻,我行我素,如2013年4月14日湖北省襄阳市樊城区一幢酒店火灾,14人死亡、47人受伤,起火原因是可燃夹芯材料彩钢板;这次河南平顶山“5.25”特大火灾,38人死亡,肇事的又是可燃夹心彩钢板。


  何缘公安部消防局禁令不管用,原因很多,除企业利益熏心外,执法监管不严密是重要原因。如一.检测部门只对“来样”检测,对复合的芯材部分不予检测,出示的检测报告隐匿了易燃可燃芯材内容,以致类似可燃夹心材料彩钢板均能通过合格的检测报告;如二.消防执法部门,只对已上墙的保温材料氧指数现场检测,凡是氧指数值达标,一切就OK放行,埋下漏掉整体保温材料的安全检测。业内人士提议执法部门应到产品生产现场直接检测才能确保产品质量的安全。


  还有一个根本性的原因,一些研究部门和企业对国家制定保温材料防火等级标准和规范有不同看法,认为中国标准太高,欧美西方国家可燃B2级就可广泛应用,为什么中国要严格限止使用。就在这种质疑声中,人们放松了对易燃可燃保温材料存在火灾隐患的警惕,因此,可燃B2级并连同易燃B3级保温材料一起拖泥带水地混入市场。鉴于这种材料价格低廉,技术水准要求不高,很快成了许多企业继续生产不合格产品的潜规则,故而违法违规的可燃夹心彩钢板能够大量混迹市场也不足为怪了。


  我国防火标准高于西方符合中国国情


  我国建筑节能保温材料防火标准高于西方是无庸置疑的现实。现查西方欧美国家相关标准规范,对保温材料和系统燃烧性进行分级,基本上规定“在22米以上只允许使用不燃材料外保温系统,22米以下可使用可燃材料外保温系统”,所以,西方允许选用可燃B2级材料是实情。


  我国政府是重严执行防火标准。国务院2011年发布国发[2011]46号文《国务院关于加强和改进消防工作的意见》,其中就建筑保温材料燃烧性能明确要求“新建、改建、扩建工程的外保温材料一律不得使用易燃材料,严格限制使用可燃材料”,该防火标准高于西方一个级别。


  国内不少企业认为,中国保温材料的防火标准定得太高,理由:①、任何保温材料遇火都会烧,保温材料划燃烧性能等级没有实际意义,不宜不惜代价地提高有机保温材料的阻燃性能来提高防火安全性,只要考虑系统整体构造的防火性能(防火构造)就可以确保安全;②、我国保温材料防火标准定得太高、太严,脱离中国实际,给我国带来不必要的资源浪费。欧美国家相关标准规范认为B2級的综合性能要比难燃B1級好,为什么中国要严格限止使用可燃B2级材料?


  我们认为,中国国情与西方欧美不同。西方许多国家是别墅型建筑、中小型建筑居多,一般楼层不高,一旦发生火灾易于消防救灭,因此建筑节能防火级别标准相应较低,这样既可降低消防成本,又无碍消防安全大局。我国国情则与西方不同,我国许多经济发展的区域,尤其中国的中、东部省区,大中型城市密集,人员居住密集、商业设施服务密集、大型建筑密集、公共建筑密集、高层建筑密集、超高层建筑密集,是世界人口高度密集、建筑群高度密集的超级大国。一旦火灾发生,难以扑灭,伤亡惨重。2009年2月9日中央电视台北配楼文化中心大火,2010年11月15日,上海胶州路教师公寓特大火灾,2011年2月3日,沈阳皇朝万鑫酒店大楼大火,还有许许多多建筑火灾,都以铁的火灾事故向全国人民敲响警钟,防火标准不能降低。平顶山老年公寓不是高楼,仅是彩钢板搭建的平房,均因它的芯材是可燃易燃材料也可引燃大火和轰燃,故像中国的国情,任何降低建筑保温材料防火级别和消防安全的懈怠,都会带来难以承受的重大灾害和损失。


  易燃可燃保温材料导致火灾轰燃原理


  河南平顶山“5.25”特大火灾是彩钢板里面的可燃夹心保温材料被不慎的火源点燃引发火灾,其燃烧达到一定的临界值时,发生轰燃,导致室内温度骤增,燃烧强度猛烈,喷出火焰,室内所有可燃物都被点燃燃烧,并喷发烟毒气体,致使38人葬身火海死亡。


  易燃可燃保温材料为什么极易燃烧并会轰燃,这是材料科技界一直在探索研究的问题,经过科学家多年研究的科学总结,终于找出出不同燃烧性能等级的材料与对应实体发生轰燃规律的对应关系。


  通过燃烧性能分级与参考火灾场景的对比,我们可作如下的判别和启示:


  1.不燃A级是不燃材料,对应实体火灾是不会发生轰燃


  2.难燃B1级对对火灾发展贡献非常有限,对应实体火灾不轰燃。如B1(B)级火焰达到300kw不会轰燃,B1(C)级达到100kw也不会轰燃


  3.可燃B2级对火灾有贡献,B2(E)级,在100kw火源下2min内会发生轰燃,易燃B3级是连小火焰都无法抵挡。由于可燃B2级、易燃B3级的保温材料在火灾中热释放量大,极易导致轰燃,均是有严重火灾隐患的保温材料。故国务院[2011]46号文《国务院关于加强和改进消防工作的意见》强制规定:“新建、改建、扩建工程的外保温材料一律不得使用易燃材料,严格限制使用可燃材料”。


  4.新国标难燃B1级“燃烧增长速率指数”达标是≤250W/S,现查国内一般只能在300――900W/S之间徘徊,这种不达标的保温材料只能分列为可燃B2级或易燃B3级。


  5.经过结碳膨胀难燃化技术路线分子结构改性的难燃B1级聚氨酯硬质泡沫,其燃烧增长速率指数和600S内总热释放量均能达到、并优于新国标的标准,这种才是达标的难燃B1级保温材料。


  6.易燃可燃保温材料两面贴上无机砂桨的复合材料,它和可燃易燃夹芯材料彩钢板一样,虽经贴无机皮的“整容”能够取得难燃B1级合格检测报告,但它仍是有火灾隐患的材料,应与彩钢板一样列为重点规范整治的材料。


  打一场研发聚氨酯新材料的攻坚战


  河南平顶山“5.25”特别重大火灾事故,折射出我国在建筑节能保温防火材料研究有软肋,但不能以降低标准谋出路,只有坚持科技创新,研发新颖保温材料,才有新天地。


  本团队专家以聚氨酯易燃的世界性难题为主攻方向,积累30多年的失败与成功经验,相继总结出高效防火的碳化层理论、火灾性能理论、无机有机杂化反应理论,充分开掘聚氨酯保温材料化学反应后固化变硬,继而再加热也不会软化逆转的热固性特点,研发出新型难燃B1級、耐温、低烟、低毒聚氨酯泡沫塑料,而后又以国务院《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》要求,研制了无机改性聚氨酯高分子新材料。


  2010年国家最高科学技术奖获得者、曾被誉为“中国高温合金之父”的中国科学院、中国工程院的两院院士师昌绪老先生,一直在忧虑国内难以遏制的建筑火灾问题。这期间,本团队正在以超高温不会烧蚀航天太空舱飞船的碳化层原理,研制同样在高温火攻击下如何使保温材料不被烧蚀,使建筑物具有阻火、遏制火焰蔓延功能的高效“无机改性聚氨酯高分子新材料。”师昌绪院士对团队研发所取得的阶段性成果赞不绝口,赞同我国一定要从材料的源头上治本,决不能让不合格的保温材料继续危害人民。他提议中国国际科技促进会组织专题研讨会,年近百岁的师老还亲自坐飞机到广州考察,实地指导本团队专家科学研究。现在施老已于2014年11月11日仙逝,团队没有忘却施老殷切的期盼,正在夜以继日地科技攻关,决心完成师老未竟事业的宿愿。


  现今,全球新一轮科技革命和产业革命正在孕育,国际经济竞争更加突出地体现为科技创新的竞争。我国应该以研发具有全球影响力的聚氨酯新材料为行业共同奋斗的新目标,本团队愿与有志科技创新的企业一起共同打一场研发聚氨酯新材料的攻坚战,研制出让党中央、全国人民放心的聚氨酯保温新材料。来源:保温工程网


TIM Expo 2015中国保温展览会

11月4-6日,上海新国际博览中心