摘要:建筑外保溫材料覆蓋在建筑外墻表面,由于其易受火災等外部因素影響,對這些材料的燃燒性能進行檢測,能夠幫助建筑設計施工單位更好地選擇外保溫材料,同時也能夠切實保障建筑整體的安全性。文章從建筑外保溫材料燃燒性能檢測的意義和內容出發,探討了檢測中存在的問題及解決對策,以供相關單位參考。
關鍵詞:建筑外保溫材料;燃燒性能
中圖分類號:TU545文獻標志碼:ADOI編碼:10.3969/j.issn.1674-4977.2025.01.040
基金項目:遼寧省檢驗檢測認證中心創新創業項目(SC202309):2022-2024采用聚磷酸銨、三聚氰胺、季戊四醇制備膨脹型防火保溫材料的研究。
近年來,由建筑外保溫材料引發的火災問題時有發生,嚴重威脅了群眾的生命財產安全。對于建筑外保溫材料而言,燃燒性能是其易燃性以及燃燒效果的實際體現,若外保溫材料本身有著較強的可燃性,則會影響建筑主體的消防安全,增加火災風險。因此,做好對于建筑外保溫材料燃燒性能檢測工作,明確材料的燃燒特性,對于建筑火災的防范有著不容忽視的作用。
現代建筑以高層建筑和大體量建筑為主,其對于消防安全有著極高的要求。一旦建筑發生火災事故,對外保溫材料的燃燒性能會提出較高的要求,因此必須對建筑外保溫材料的燃燒性能進行檢測,及時解決檢測中發現的問題,以切實保障材料的安全性,在發揮作用和價值的同時,這些措施有助于降低安全事故發生的概率。
建筑外保溫材料燃燒性能檢測主要是對材料的可燃性、不燃性、氧指數等參數進行檢測,依照國家標準GB 8624—2012《建筑材料及制品燃燒性能分級》,對材料的燃燒等級進行確定。建筑外保溫材料的燃燒性能分為A級、B1級、B2級和B3級四個等級。其中,A級為不燃材料,B1級為難燃材料,B2級為可燃材料,B3級為易燃材料。建筑外保溫材料燃燒性能檢測主要包括以下幾個方面。
1.1可燃性試驗
在正常燃燒環境中,對試樣進行垂直放置,模擬其使用場景,然后以小火直接炙烤,觀察試樣是否會被點燃,記錄具體的點火位置,看火焰尖端與點火點的距離是否滿足要求,依照試驗結果,判斷材料性能是否達標[1]。
1.2不燃性試驗
利用不燃性試驗爐進行試驗,將溫度調整到750℃,觀察試樣是否可燃。材料可燃性及燃燒等級的判斷主要依照三個參數進行,分別是試樣熱電偶溫升、火焰持續時間、質量損失率。
1.3氧指數試驗
在氧氮混合氣體燃燒筒內(氣體向上流動),垂直固定好試樣,點燃其頂端,對試樣的燃燒情況進行觀察,做好燃燒時間、燃燒長度的記錄,對比相關標準中給出的判斷依據,然后通過改變氧氣濃度的方式,對最小氧濃度進行估算。
1.4燃燒熱值試驗
在體積固定的氧氮內,放置質量一定的試樣,使用苯甲酸對氧彈量熱儀進行校準處理,然后測試溫度的升高情況,對試樣的燃燒熱值進行計算。這個環節需要將汽化潛熱和熱損失全部考慮在內,以確保計算結果的精準性。
1.5單體燃燒試驗
將兩個相互垂直的試樣放置在直角底部主燃燒器的火焰中,火焰燃料為丙烷氣體,試驗持續時間為20 min,需要測試的試樣性能參數有很多,如產煙量、熱釋放、燃燒滴落物、顆粒物等。在將主燃燒器點燃之前,應利用試樣較遠的輔助燃燒器,針對燃燒器本身的產煙量及熱輸出進行短時間的測量。試驗過程中,部分參數可以由儀器設備自動測量,也有部分參數能夠通過目測的方式獲得[2]。
現階段,建筑行業中使用的外保溫材料類型眾多,常用的有擠塑聚苯板(XPS)、模塑聚苯板(EPS)、石墨聚苯板、巖棉等材料。這些材料的性質各不相同,在對其燃燒性能進行檢測時也有著不同要求,如果操作不當,可能會影響檢測結果的有效性。以下對建筑外保溫材料燃燒性能檢測中的一些常見問題及解決對策進行簡單分析。
2.1檢測指標問題
對于建筑外保溫材料燃燒性能的檢測,涉及多個不同的檢測指標。但是在現行的檢測規范中,并沒有明確規定檢測內容和相關技術指標,這導致最終檢測結果缺乏統一性,進而影響了檢測工作的效率。
在實施建筑外保溫材料燃燒性能檢測工作時,如果存在有專門的指標及規范,檢測人員必須嚴格依照規范要求的流程進行操作。相關部門需要根據建筑外保溫材料燃燒性能檢測的實際情況,及時做好檢測內容和檢測標準的更新。地方在確定檢測標準時,需要結合國家相關文件的內容,避免出現標準之間的沖突。
2.2試樣狀態調節問題
在燃燒性能檢測中,檢測人員需要對試樣的狀態進行調節,以確保其能夠很好地適應受控的試驗環境,盡可能減少和消除試樣在制備以及存放過程中受到的影響。對于保溫砂漿、巖棉等建筑外保溫材料而言,其本身有著很強的吸水性,而部分材料在性狀方面存在較大差異,外部存儲環境的溫度、濕度等都可能會影響材料的物理性能。另外,在針對建筑外保溫材料燃燒性能進行檢測時,環境溫度、材料含水率等都會影響檢測結果的準確性,因此如果未能對試樣的狀態做出有效調節,使其達到平衡狀態,則無法很好地保障檢測工作的有效性[3]。
檢測人員在檢測前,需要參照EN 13238:2010標準的要求,對檢測環境進行有效調節,確保試樣可以實現與環境之間充分交互,最終達到質量恒定的狀態。應該以48 h為間隔,進行兩次稱量,如果兩次稱量結果的偏差不超過0.1 g或者0.1%,則認為試樣已經達到了質量恒定。這種情況下,所有試樣在燃燒性能檢測前,都會處于相同狀態,檢測結果的客觀性和公正性才能得到保障,也可以對不同試樣的檢測結果進行對比分析。
2.3難燃材料檢測問題
難燃型材料的性能檢測是建筑外保溫材料燃燒性能檢測中一項非常重要的內容,在實際檢測中,需要重點測定單體燃燒試驗(SBI)指標,其包含的參數眾多,如燃燒增長速率、總產煙量、總放熱量等,能夠將材料在火災場景中的樣態和特征形象地反映出來。SBI檢測難度大,相關要求眾多,這也使得部分人員在進行實際操作時,經常出現忽視樣本組裝要求的情況。例如,在建筑工程應用中,材料使用的是黏結工藝,但是在檢測時采用的卻是機械工藝;又或者雖然與實際工藝一致,但沒有依照規定做好接縫設置,導致SBI檢測結果欠缺合理性。絕大多數有機保溫材料在發生燃燒時,都會產生油性煙塵,這些煙塵會黏附在檢測設備的防排煙管道內壁,降低煙霧的流速,導致檢測結果出現一定偏差。同時,若檢測環境中,空氣濕度偏高或者偏低,材料的燃燒增長速率及檢測結果都會受到影響[4]。
針對這一問題,檢測人員在實際操作中,可以從材料本身的性能著手,明確具體的檢測內容和目標,并對檢測流程進行梳理,以確保在檢測過程中不會出現操作的錯誤。以SBI試件的安裝為例,需要根據相關規范以及檢測要求,選擇標準安裝方法或者實際應用中的安裝方法。如果樣品存在水平接縫,在進行檢測時,應盡量將水平接縫控制在樣本長翼上,與底部的距離不低于500 mm;如果樣本存在垂直接縫,則垂直接縫同樣應設置在長翼上,與夾角棱線的距離控制在200 mm左右。
2.4不燃材料檢測問題
新的發展環境下,《建筑設計防火規范》(GB 50016—2014)的實施,使得不燃性建筑外保溫材料在建筑領域得到了廣泛應用。在對不燃材料的燃燒性能進行檢測時,需要重點檢測其不燃性和燃燒熱值。不燃性的評定指標包括爐內溫升、燃燒時間和質量損失率,而在試驗條件的約束下,外部環境因素會在一定程度上影響指標的檢測效果。如果不能實現對于試驗環境的有效控制,則最終得到的試驗結果必然會存在一定誤差。另外,在實施熱值試驗的過程中,不少新型保溫材料因為本身成分復雜的原因,存在著試驗數據欠缺穩定性的情況,需要檢測人員結合實際情況對其進行處理。
檢測人員在開展試驗檢測的過程中,需要做好對于外部環境條件的嚴格控制,確保試驗裝置能夠避開窗口和風口位置,以便更好地對試驗現象進行觀察,將實驗室的環境溫度控制在一定范圍內,盡可能減少溫度變化引發的爐溫波動。在實施熱值試驗的過程中,應保障樣品的均勻性,一些易氧化的保溫材料,可以采用垂直取樣的方法。在樣品處理環節,如果需要進行研磨處理,可以通過多次研磨的方式,得到細度較高的粉末。如果是非均質樣品,應對其單組分的熱值進行分別測試[5]。
綜上所述,建筑外保溫材料燃燒性能檢測關系著建筑工程的消防安全,必須得到足夠的重視。從實踐的角度分析,建筑外保溫材料燃燒性能檢測的影響因素眾多,在實際操作中很容易出現各種各樣的問題,想要保障檢測結果的客觀性和準確性,檢測人員應該嚴格依照相關標準和規范的要求進行操作,對整個試驗過程進行跟蹤管理,加強細節把控,切實提高檢測精度和檢測效率,為建筑行業的發展提供良好的技術支持。確保建筑外保溫材料的價值能夠充分發揮出來,減少火災事故的發生,從技術層面上為人民群眾的生命財產安全提供保障。
參考文獻
[1]任柯鵬,張超超.建筑外保溫材料燃燒性能檢測存在的問題分析[J].河南建材,2022(7):132-134.
[2]黃超.簡析建筑外保溫材料燃燒性能檢測的問題及其對策[J].磚瓦世界,2020(14):119.
[3]徐晶.淺析建筑外墻保溫隔熱材料與防火性能[J].中國建筑裝飾裝修,2022(12):60-62.
[4]江宏玲.建筑保溫材料燃燒性能分級試驗研究[J].工程質量,2023,41(7):56-59.
[5]張屹東,董文博,劉慶,等.EPS保溫板燃燒性能等級改進措施的試驗研究[J].工程質量,2023,41(增刊1):79-83.
作者簡介
史云龍,男,1988年出生,工程師,學士,研究方向為建筑材料及消防器材檢測方法。
(編輯:李鈺雙,收稿日期:2024-05-11)