“建筑節(jié)能”與“防火安全”如何協(xié)調(diào)發(fā)展—中國近期高層建筑火災(zāi)啟示

李書?。ū本┖汩_房地產(chǎn)有限公司，北京100071）

1 序言

高層建筑近年來火災(zāi)頻發(fā)，造成人民生命財(cái)產(chǎn)的巨大損失，引起了全社會(huì)的廣泛關(guān)注。

經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，吸引著越來越多的人涌入城市，造成城市的生活、工作空間不斷縮小，地價(jià)節(jié)節(jié)攀升。為解決這些矛盾，高層建筑像雨后春筍拔地而起。隨之，高層建筑的節(jié)能問題與火災(zāi)安全問題暴露出來，例如2009 年2 月9 日晚央視新臺(tái)址園區(qū)文化中心大火、2010 年11 月15日上海膠州路特大火災(zāi)事故和2011 年2 月3 日沈陽皇朝萬鑫大廈火災(zāi)。面對(duì)這些火災(zāi)，人們往往把目光放在具有建筑節(jié)能功效的外墻保溫材料、鋁塑復(fù)合板的可燃性上，忽視了烈火濃煙蔓延的通道—建筑門窗、幕墻。從上述三起火災(zāi)可見，火災(zāi)暴露出高層建筑節(jié)能與防火安全的矛盾日益突出，二者如何協(xié)調(diào)發(fā)展已成為當(dāng)前亟待解決的一個(gè)問題。

建筑外墻由于具有建筑材料的特性，已構(gòu)成消防隱患，外墻應(yīng)具備相應(yīng)的耐火性能。

沈陽皇朝萬鑫大廈的特大火災(zāi)事故是繼北京2009 年正月十五央視新臺(tái)址園區(qū)文化中心大火、上海2010 年11 月15 日膠州路高層公寓特大火災(zāi)后出現(xiàn)的第三起特大火災(zāi)事故。其實(shí)，因外墻失火殃及建筑主體的火災(zāi)每年都會(huì)發(fā)生多起，大多是在施工過程中發(fā)生的，及時(shí)撲滅未造成重大損失的不勝枚舉。上述三起火災(zāi)不同于發(fā)生在建筑內(nèi)部的火災(zāi)。建筑內(nèi)部的防火技術(shù)通過多年的研究，已經(jīng)得到了理論上的解決及實(shí)際驗(yàn)證，并形成了成熟的建筑防火規(guī)范。一般認(rèn)為：建筑外墻材料是不燃或是難燃材料構(gòu)成的，建筑外墻不具備著火條件。在前兩起火災(zāi)發(fā)生后，建筑外墻材料并未得到相關(guān)部門的足夠重視，只是認(rèn)為同種火災(zāi)的發(fā)生有其偶然性，是多個(gè)著火條件同時(shí)具備才發(fā)生的火災(zāi)事故，是小概率的火災(zāi)事件，沒有火災(zāi)共性。其實(shí)不然。

2 相關(guān)法律法規(guī)

從技術(shù)法律法規(guī)層面來看，我國目前的《建筑防火規(guī)范》沒有對(duì)建筑外墻提出合理的耐火要求，也沒有任何消防產(chǎn)品應(yīng)用在外墻方面的指導(dǎo)。

我國近年來相繼修訂并出臺(tái)了相關(guān)的建筑節(jié)能規(guī)范，對(duì)建筑外墻保溫提出了越來越高的要求。按照規(guī)范劃分的區(qū)域：在嚴(yán)寒（以哈爾濱為代表地區(qū)）、寒冷（以北京為代表地區(qū)）、冬冷夏熱（以上海為代表地區(qū)）地區(qū)對(duì)建筑墻體、幕墻、外窗均有保溫隔熱的要求，因此，燃燒值極高、蔓延速度極快的外墻聚苯保溫板被大面積使用。金屬幕墻內(nèi)部也填充了大量的該類保溫材料，尤其是在金屬幕墻中廣泛采用的復(fù)合鋁塑板，其本身就含有大量的可燃物聚乙烯塑料芯材，板縫之間的泡沫填充棒、填縫硅酮密封膠均為有機(jī)可燃物。這使得高層外墻裝飾后，外墻變成了極易燃燒的外圍護(hù)表皮。這樣的外圍護(hù)表皮一旦被引燃，蔓延速度極快。此外，建筑外窗需要隔熱，現(xiàn)有技術(shù)解決節(jié)能問題的辦法是采用塑鋼門窗（聚乙烯樹脂）或是斷橋鋁窗（聚酰胺尼龍）。窗框本身或部分是可燃物，普通的建筑鋼化玻璃遇火五分鐘即炸裂。建筑外圍護(hù)材料一旦失火，大火往往以被破壞的外窗作為引火通道，向室內(nèi)蔓延，進(jìn)一步引燃室內(nèi)可燃物，蔓延至整個(gè)建筑。火災(zāi)過后，整個(gè)建筑就剩下不燃的主體框架結(jié)構(gòu)了。我國近期發(fā)生的幾起重大火災(zāi)都與上述情況有關(guān)。

3 設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)

由此可見，對(duì)建筑節(jié)能有要求的建筑外墻和外窗，應(yīng)該根據(jù)不同的高度提出不同的耐火要求，尤其是在消防裝備無法控制的高度上，更應(yīng)對(duì)建筑外墻的防火性能提出要求，在建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)選擇合適的工藝、材料。

建筑外墻外保溫應(yīng)引入合理的防火設(shè)計(jì)，并加強(qiáng)行政監(jiān)管和完善現(xiàn)有法規(guī)、規(guī)范。

現(xiàn)有技術(shù)—外墻保溫材料聚苯板是一種廉價(jià)、輕質(zhì)、隔熱性能優(yōu)良的材料。很多人認(rèn)為應(yīng)該禁止該材料用在建筑外墻保溫上，但是，保溫同防火總是一對(duì)技術(shù)矛盾體，當(dāng)把一種材料制成防火材料時(shí)，其保溫性能可能會(huì)大幅度下降。另外，大量使用這種材料要考慮國情，兼顧經(jīng)濟(jì)性，近期完全杜絕這種材料的使用是有困難的。因此，在現(xiàn)有情況下，如何保障高層建筑的保溫性能又提高建筑的防火安全等級(jí)顯得尤為重要。

在高層建筑設(shè)計(jì)中，幕墻保溫系統(tǒng)、外墻保溫材料應(yīng)禁止或限制使用一著即燃的擠塑聚苯乙烯保溫板和模塑聚苯乙烯保溫板。同時(shí)，建筑幕墻與每層樓板、隔墻處的縫隙，應(yīng)按照《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的要求采用防火封堵材料進(jìn)行封堵。高層建筑除各層窗戶下方保溫材料表面必須設(shè)置薄抹灰防護(hù)層外，其它區(qū)域外墻保溫材料表面也應(yīng)設(shè)置防護(hù)層，避免出現(xiàn)室內(nèi)火災(zāi)和建筑外墻大面積燃燒的現(xiàn)象。高層建筑設(shè)計(jì)中更為重要的一點(diǎn)是毗鄰的高層建筑之間應(yīng)按照《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的要求設(shè)置防火間距，設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮建筑外墻是否采用了高厚度的聚苯乙烯保溫材料，以便設(shè)置足夠的防火間距，避免因設(shè)計(jì)疏忽埋下火災(zāi)隱患。如果毗鄰的兩座高層建筑之間防火間距不足，建筑外墻又使用易燃的保溫材料，在任何一座建筑的外墻發(fā)生大面積燃燒時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的飛火，加之建筑內(nèi)部同時(shí)燃燒并通過窗口發(fā)射出高強(qiáng)度的輻射熱，在飛火和輻射熱的共同作用下，相鄰的外墻幕墻保溫系統(tǒng)就會(huì)立即被引燃，導(dǎo)致火勢迅猛蔓延。另外，過去的一部分建筑在設(shè)計(jì)、施工時(shí)，《民用建筑外保溫系統(tǒng)及外墻裝飾防火暫行規(guī)定》（公通字[2009]46 號(hào)）、《民用建筑外保溫材料消防監(jiān)督管理》（公消[2011]65 號(hào)）尚未發(fā)布，建設(shè)行政主管部門沒有針對(duì)外墻保溫系統(tǒng)防火方面審核、驗(yàn)收許可等方面出臺(tái)相應(yīng)規(guī)定，也沒有將其納入建設(shè)工程監(jiān)理流程。同時(shí)，現(xiàn)行的消防技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)沒有對(duì)建筑外墻保溫構(gòu)造及材料防火性能作出規(guī)定，消防法規(guī)也沒有將建筑外墻保溫工程納入消防部門的建設(shè)工程消防設(shè)計(jì)審核、驗(yàn)收和備案抽查范圍，加之節(jié)日期間公民違規(guī)燃放煙花爆竹的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，最終導(dǎo)致了火災(zāi)的發(fā)生。

4 高層外墻保溫系統(tǒng)

目前，相關(guān)人員應(yīng)認(rèn)真研究高層建筑外墻外保溫系統(tǒng)滅火、防火及救援技戰(zhàn)術(shù)。

一些重大火災(zāi)多數(shù)是在建筑使用過程中發(fā)生的，外墻外保溫系統(tǒng)火災(zāi)具有保溫材料易被引燃、火災(zāi)蔓延速度快、火災(zāi)從外墻向室內(nèi)蔓延、易形成立體火災(zāi)、易危及臨近建筑物等特點(diǎn)。在現(xiàn)有的技術(shù)條件下，此類外墻外保溫系統(tǒng)的保溫材料火災(zāi)基本上是不可控的，易造成巨大的財(cái)產(chǎn)損失及群死群傷事件。而隨著我國建筑節(jié)能工作在民用建筑領(lǐng)域的全面鋪開，外墻保溫材料已在我國建筑上大面積使用。在國家節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的要求下，人們?nèi)绻荒車?yán)格控制易燃可燃保溫材料的使用，將為社會(huì)帶來巨大的火災(zāi)隱患，例如央視新臺(tái)址園區(qū)文化中心大火、上?！?1·15”膠州路高層住宅樓火災(zāi)、沈陽皇朝萬鑫大廈“2·3”火災(zāi)，都暴露出外墻外保溫材料的問題。因此，我們要高度重視外墻外保溫系統(tǒng)火災(zāi)的高危性、提高材料及系統(tǒng)的防火性能，提高全民的防火意識(shí)，防患于未然。傳統(tǒng)的高層建筑火災(zāi)，主要是限于建筑內(nèi)部防火防煙分區(qū)內(nèi)的局部火災(zāi)，戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用上以內(nèi)攻為主，在著火樓層上層或下一層設(shè)防，防止建筑內(nèi)部產(chǎn)生煙囪效應(yīng)、產(chǎn)生內(nèi)部立體燃燒，此類火災(zāi)多是“從里向外”蔓延。與此不同的是，外墻外保溫系統(tǒng)火災(zāi)則是“從外向里”燃燒。這類火災(zāi)以前沒有遇到過，也沒有研究過。客觀上講，高層建筑（特別是超高層建筑）的外墻應(yīng)具有相應(yīng)的耐火極限，但是，由于規(guī)范的滯后，在國家大力推行建筑外墻保溫的節(jié)能舉措之時(shí)，建筑內(nèi)部消防設(shè)施對(duì)外墻外保溫材料燃燒陷于“不設(shè)防”的境地。此外，舉高消防車工作高度有限，行車時(shí)間加上到場展開工作的時(shí)間，趕不上外墻火災(zāi)的蔓延速度。原本高層建筑火災(zāi)模式多變就是世界各國消防的難題，外墻外保溫材料更是使之難上加難。因此，認(rèn)真研究高層建筑外墻外保溫系統(tǒng)滅火、防火及救援技戰(zhàn)術(shù)已迫在眉睫。

5 完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

應(yīng)從法律、法規(guī)層面入手，制定修定相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，增強(qiáng)建筑外墻抗御火災(zāi)的能力。

1)將建筑外墻保溫材料防火設(shè)計(jì)內(nèi)容納入正在修訂的《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》之中，提高幕墻保溫系統(tǒng)的防火技術(shù)要求。

2)修訂外墻保溫材料及相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，積極促進(jìn)防火性能良好的保溫材料及耐火構(gòu)配件的生產(chǎn)和應(yīng)用。

3)對(duì)于密封材料的燃燒性進(jìn)行嚴(yán)格規(guī)定，建議限制可燃密封材料的使用。

4)在《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》合并修訂中，增加相關(guān)規(guī)范的相關(guān)條款，使得適宜的高耐火等級(jí)產(chǎn)品能夠應(yīng)用到建筑外圍護(hù)部分。

應(yīng)推廣外墻保溫材料與防火玻璃窗的結(jié)合應(yīng)用，提倡高層建筑節(jié)能與防火的技術(shù)組合，提高防火安全等級(jí)。

在高層建筑中，外墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱損耗較大。墻體是外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的主要組成部分，按價(jià)值工程原理，發(fā)展外墻保溫技術(shù)是實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的重要環(huán)節(jié)，不僅能節(jié)約大量能源，還能給住戶提供一個(gè)舒適的環(huán)境，帶來許多實(shí)惠。但是，現(xiàn)有的外墻保溫技術(shù)給防火安全帶來了隱患，如何解決外墻保溫與防火之間的矛盾已成為人們普遍關(guān)心的問題。

我國近期的幾起火災(zāi)為行業(yè)提供了一個(gè)很好的高層建筑防火設(shè)計(jì)應(yīng)用示范。在當(dāng)前大部分建筑保溫材料燃燒性能未達(dá)到A 級(jí)的情況下，采用防火玻璃窗與目前普遍尚在大量使用的（例如B1、B2 級(jí)）外墻保溫材料結(jié)合應(yīng)用的方案，是阻止火災(zāi)蔓延、減少火災(zāi)破壞，為生命和財(cái)產(chǎn)提供保障的一個(gè)經(jīng)濟(jì)、有效的解決方法。當(dāng)高層建筑外墻發(fā)生火災(zāi)時(shí)，防火玻璃窗可以有效阻止火災(zāi)和煙霧向建筑內(nèi)部蔓延及滲透，避免了普通窗玻璃受火破裂后成為火災(zāi)的燃燒通道，引發(fā)內(nèi)部火災(zāi)并演變成復(fù)合型立體火災(zāi)，保障建筑內(nèi)部的生命和財(cái)產(chǎn)安全。

6 技術(shù)手段

目前，在技術(shù)手段上應(yīng)針對(duì)不同建筑的防火等級(jí)、不同的高度、不同的使用狀況和我國的國情、外墻保溫材料的產(chǎn)業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀，在大力推行建筑節(jié)能減排之時(shí)，采取多種技術(shù)組合的方式，達(dá)到相應(yīng)的防火安全等級(jí)。

1)高度為60 米以上的建筑部位，所有的建筑外窗應(yīng)有耐火性能不小于1 小時(shí)的技術(shù)限定，其保溫材料的燃燒性能不應(yīng)低于B2 級(jí)。當(dāng)采用B2 級(jí)保溫材料時(shí)，每層應(yīng)設(shè)置水平防火隔離帶。

2)高度大于等于24 米小于60 米的建筑部位，建筑外窗應(yīng)有耐火性能不小于25 分鐘的技術(shù)限定，其保溫材料的燃燒性能不應(yīng)低于B2 級(jí)。當(dāng)采用B2 級(jí)保溫材料時(shí)，每兩層應(yīng)設(shè)置水平防火隔離帶。

3)高度小于24 米的建筑部位，建筑外窗應(yīng)有耐火性能不小于25 分鐘的技術(shù)限定，其保溫材料的燃燒性能不應(yīng)低于B2 級(jí)。其中，當(dāng)采用B2級(jí)保溫材料時(shí)，每三層應(yīng)設(shè)置水平防火隔離帶。

4)建筑落地外窗沒有窗間墻和窗檻墻，為防止火災(zāi)層間蔓延，應(yīng)設(shè)有不小于1 小時(shí)耐火性能的限定。

5)需要設(shè)置防火隔離帶時(shí)，應(yīng)沿樓板位置設(shè)置寬度不小于300 毫米的A 級(jí)保溫材料。防火隔離帶與墻面應(yīng)進(jìn)行全面積粘貼。

據(jù)調(diào)查，防火玻璃及相應(yīng)防火型材在我國已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，造價(jià)與鋼化玻璃差距不大（每平方米約增加100～200 元），目前我國已經(jīng)具備推廣、使用防火玻璃的成熟條件，應(yīng)當(dāng)加快這些建材的推廣速度，確保建筑安全。

圖1、圖2、圖3、圖4 是火災(zāi)后皇朝萬鑫大廈近照及普通玻璃與防火玻璃的狀態(tài)。

圖1 火災(zāi)后的皇朝萬鑫大廈近照

圖2 火災(zāi)后使用普通玻璃的建筑外立面慘不忍睹

圖3 火災(zāi)后的大廈背面玻璃破壞程度，對(duì)比鮮明。

圖4 采用防火玻璃的建筑外立面保溫材料燒毀，玻璃完好。