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建筑外墻保溫工程火災(zāi)事故的思考

來源:2012年年會論文集  作者:陸津龍 徐勤  日期:2012-5-17
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  2009年9月公安部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部聯(lián)合頒布了《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),2011年3月公安部頒布了《關(guān)于進一步明確民用建筑外保溫材料消防監(jiān)督管理有關(guān)要求的通知》(公消[2011]65號)。關(guān)于建筑保溫、建筑消防安全已引起了政府和社會廣泛關(guān)注,有關(guān)建筑保溫、建筑防火安全方面的技術(shù)、監(jiān)管等方面的問題值得大家深思。
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  2.3   歐美相關(guān)技術(shù)法規(guī)、標準情況
  根據(jù)WTO/TBT[6]協(xié)議,歐美等國家和地區(qū)對產(chǎn)品的市場準入分別實施強制性的認證、自愿性的認證。涉及安全、健康等基本要求的,按技術(shù)法規(guī)的最低要求實施強制性認證制度;不涉及安全、健康要求的,或者需證明是高性能的,實施自愿性認證制度。

  1) 歐盟相關(guān)技術(shù)法規(guī)、標準和合格評定程序
  A. 歐盟頒布了技術(shù)法規(guī)《建筑產(chǎn)品指令》(CPD89/106/EEC),對建筑產(chǎn)品的六個基本性能(6ERs)的規(guī)定如下:

  .結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定:荷載,結(jié)構(gòu)安全,變形控制等;

  .防火安全:結(jié)構(gòu)負載、火焰蔓延、煙霧控制、逃生和救援等;

  .節(jié)能:所需使用的能量盡可能少;

  .使用安全:防滑、防撞、防墜落等;

  .噪音:安靜的工作、睡眠環(huán)境等;

  .衛(wèi)生、健康與環(huán)境:有毒有害氣體和微粒、輻射、污染、固態(tài)或液態(tài)廢棄物、潮濕等。

  對建筑產(chǎn)品的六個基本性能,必須統(tǒng)籌考慮、缺一不可。歐盟對涉及6ERs的建筑產(chǎn)品實施認證和技術(shù)批準兩類監(jiān)管,對于有標準的產(chǎn)品實施強制性產(chǎn)品認證(CE標志認證),對于有標準的革新產(chǎn)品、無標準產(chǎn)品、或有工程應(yīng)用要求的產(chǎn)品實施技術(shù)批準(ETA)。

  歐盟對于建筑節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用在全世界都較領(lǐng)先,效果也非常明顯,薄抹灰外墻外保溫技術(shù)起源于歐洲上世紀60年代,70年代第一能源危機時得到重視和發(fā)展。歐盟對于建筑外墻保溫采用技術(shù)批準(ETA)的監(jiān)管手段,2000年頒布了技術(shù)批準的導(dǎo)則:《薄抹灰建筑外墻保溫系統(tǒng)》ETAG004,2008年修訂頒布。ETAG004-2008版對防火方面的規(guī)定主要有二條:

  .保溫材料的燃燒性能按《火反應(yīng)的測試和分級》EN 13501-1:2002進行測試分級,未做燃燒測試則按F級考慮;

  .歐盟對外墻保溫外部火焰?zhèn)鞑サ幕馂?zāi)檢測還沒有統(tǒng)一的標準,此檢測應(yīng)根據(jù)各成員國相關(guān)要求進行。英國、德國等均有相應(yīng)標準要求。

歐盟有關(guān)外墻保溫外部火焰?zhèn)鞑サ幕馂?zāi)檢測標準正在制定過程中。

  B.英國相關(guān)技術(shù)法規(guī)和標準
  英國涉及建筑外墻保溫防火要求的技術(shù)法規(guī)是《建筑法規(guī)》[7],該法規(guī)對建筑防火安全方面的主要內(nèi)容如下:

  .B1章:火災(zāi)探測和報警、逃生措施;

  .B2和B3章:防范內(nèi)部火焰?zhèn)鞑ィ?br>
  .B4章:防范外部火焰?zhèn)鞑ァ=ㄖ锉仨毞婪痘鹧嬖谕鈮臀菝娴膫鞑ァ⒁约皬囊粋建筑物傳播到另一個建筑物;

  .B5章:救援措施。

  該法規(guī)規(guī)定外墻不能提供火焰?zhèn)鞑サ耐緩剑槍W(xué)校、住宅、商業(yè)建筑等,考慮建筑物高度、間距,對18m以上的建筑物的外部火焰?zhèn)鞑プ龀隽嗣鞔_規(guī)定,主要內(nèi)容包括材料燃燒性能、防火隔斷等,外墻保溫材料燃燒性能不低于A2級。外墻結(jié)構(gòu)的防火性能也可以滿足BR135的要求,如材料燃燒性能、防火隔斷不能滿足法規(guī)要求,則必須通過BS8414全尺寸的測試。

  2002年,英國頒布了《外墻系統(tǒng)的火性能》BS8414標準,2007年修正頒布。BS8414規(guī)定了磚墻、框架外墻保溫的外部火焰?zhèn)鞑セ馂?zāi)檢測方法,通過大尺寸構(gòu)件的窗口火測試方法來判定火焰?zhèn)鞑バ阅堋?br>
  2) 美國相關(guān)技術(shù)法規(guī)、標準和合格評定程序
  美國的技術(shù)法規(guī)、標準體系比較特別,聯(lián)邦、各州都有相應(yīng)技術(shù)法規(guī)、但不完全相同(如果將各州看成是歐盟各個成員國,就可以理解了),技術(shù)法規(guī)是強制實施的。美國絕大部分標準化組織都是民間、私有的,其中200余個標準化組織經(jīng)過美國標準研究院 ANSI認可,涉及建筑防火安全的標準化組織有NIST、UL、ASTM、ICC、FM、NFPA等,與外墻保溫材料相關(guān)的技術(shù)機構(gòu)有III、PIMA[8](未被ANSI認可)。自愿性標準或其條款一旦被聯(lián)邦或各州的技術(shù)法規(guī)完全或局部引用,就成為強制性技術(shù)法規(guī)的組成部分。由于美國技術(shù)法規(guī)和標準的特殊情況,只能介紹其中的局部。

  美國在建筑節(jié)能技術(shù)方面的應(yīng)用不如歐盟,有機保溫材料有應(yīng)用于屋面保溫、墻體夾芯保溫的,也有應(yīng)用于有機覆面保溫(Polyiso Sheathing Insulation)的(也就是歐盟的薄抹灰保溫系統(tǒng)Thermal Insulation with Rendering)。

  A. 紐約州的建筑法規(guī)
  選擇紐約州作為研究對象,主要考慮紐約是美國第一大城市,其建筑法規(guī)可能有值得我們借鑒的地方。《紐約建筑法規(guī)》[9] Title 27/subchapter5規(guī)定了如何預(yù)防外部火焰?zhèn)鞑ィ饕獌?nèi)容如下:

  .外墻開口、防火護墻;

  .可燃外墻裝修;

  .可燃的外墻保溫和隔聲:保溫材料和外側(cè)覆面材料(含密封材料)火焰?zhèn)鞑ケ嚷什怀^25、煙傳播比率不超過50;燃燒時分解物毒性不能強于在同等條件下紙和木材燃燒時產(chǎn)生的分解物發(fā)煙量;

  .屋面覆蓋層、屋面結(jié)構(gòu)。

  同時《紐約建筑法規(guī)》Reference Standard RS-5[10]引用了相關(guān)標準如ASTM E119、E84、E108、E814、ANSI/ASTM D635、ANSI/ASTM D568等,這些標準也是紐約地方技術(shù)法規(guī)的組成部分。

  B. UL、FM、ICC、NFPA等相關(guān)標準
  美國在材料構(gòu)件耐火極限等方面的標準主要是ASTM E119,基本與ISO、歐盟等國際標準相同;ASTM標準中與建筑材料、有機保溫材料燃燒性能的相關(guān)標準有10余項,ASTM E 84 是有關(guān)建筑材料表面燃燒的隧道測試方法。UL、FM兩個保險商實驗室各有相關(guān)的涉及外墻外保溫火災(zāi)檢測的標準,也有涉及屋面有機保溫材料防火的標準。NFPA259、275、285等標準也涉及建材和構(gòu)件的防火測試。ICC-AC12等標準也涉及外墻保溫防火應(yīng)用。

  UL 1040 、FM4880標準是類似于BS8414,也是大尺寸構(gòu)件火災(zāi)檢測,其方法是用多層陰角的構(gòu)件來模擬保溫覆面時的火災(zāi)、研究火焰的傳播特性。

  2.4  國內(nèi)外情況分析
  1) 國內(nèi)尚沒有符合WTO/TBT要求的技術(shù)法規(guī),建筑工程有設(shè)計、驗收方面規(guī)范,其中強制性條文是必須執(zhí)行的;另有相關(guān)產(chǎn)品標準、測試方法標準等。建筑防火設(shè)計方面的規(guī)范有防范建筑物之間火焰?zhèn)鞑サ募夹g(shù)要求,尚沒有針對外墻保溫防范火焰在外墻傳播的技術(shù)要求;尚沒有屋面保溫防范火焰?zhèn)鞑サ募夹g(shù)要求。

  建筑材料燃燒性能測試標準和分級、建筑構(gòu)配件耐火極限測試標準于2006年修訂頒布、等同采用國際標準。但國內(nèi)尚沒有建筑材料表面火焰?zhèn)鞑ァ⑽菝娌牧匣鹧鎮(zhèn)鞑サ臏y試標準。

  2) 歐美針對外墻保溫、屋面保溫均有相應(yīng)的技術(shù)法規(guī)和標準,強制性技術(shù)法規(guī)明確規(guī)定了可燃燒材料應(yīng)用于屋面、外墻的技術(shù)要求,主要要求包括火焰?zhèn)鞑ァ⑷紵阅堋⒛突饦O限等,相關(guān)標準的技術(shù)要求內(nèi)容也比較齊全,相關(guān)強制性技術(shù)法規(guī)的要求也比較明確。

  3) 建筑材料的燃燒性能是建筑防火的重要內(nèi)容,更重要的是如何防止火焰在建筑物內(nèi)部和外部、建筑物之間快速蔓延。由于外墻有機可燃保溫材料的廣泛應(yīng)用,建筑外墻防范火焰?zhèn)鞑サ募夹g(shù)要求應(yīng)及時補充完善;由于各種直接或間接原因建筑物一旦發(fā)生火災(zāi),由于外墻保溫采取了防范火焰?zhèn)鞑サ募夹g(shù)措施、可以有效地避免立體燃燒的發(fā)生,為逃生、救援提供了有利條件,并使得火災(zāi)的損失降到最低。

  3  技術(shù)管理的建議
  3.1  安全管理的基本方法首先是危險源識別,其次采用技術(shù)防范措施(技防或物防)、采用人力防范措施。這幾起典型案例教訓(xùn)是非常深刻的,要從中舉一反三。外墻外保溫的立體燃燒成為建筑火災(zāi)的一個新危險源。

  建筑物、建筑產(chǎn)品要統(tǒng)籌考慮結(jié)構(gòu)和剛度、防火、節(jié)能、隔聲、衛(wèi)生健康、安全使用等基本性能,不能顧此失彼。法規(guī)、標準的研究、編制要有足夠的、廣泛的代表性,技術(shù)工作不應(yīng)受行政劃分的限制。

  3.2  根據(jù)國內(nèi)外情況,應(yīng)盡快開展多層外墻外保溫(包括屋面、幕墻等外圍護結(jié)構(gòu))外部火焰?zhèn)鞑ヒ?guī)律的研究,并根據(jù)研究結(jié)果補充、完善現(xiàn)行建筑防火規(guī)范、產(chǎn)品標準、測試標準等。急待編制和修訂的標準、規(guī)范主要如下:

  .新編測試標準:《外墻外保溫火性能測試標準和分級》、《建筑材料表面火焰?zhèn)鞑バ阅芎头旨墶返龋?br>
  .增補修訂相關(guān)外墻外保溫防火工程規(guī)范(行業(yè)或地方標準);

  .增補修訂GB50016、GB50045。

  3.3  中國目前尚沒有符合WTO/TBT要求的技術(shù)法規(guī),工程方面的強制性條文原則性、系統(tǒng)性和完整性還不夠,應(yīng)盡快開展國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)法規(guī)的研究工作,并根據(jù)研究結(jié)果、嘗試在發(fā)達地區(qū)和城市通過制定地方立法或技術(shù)法規(guī)的方式以系統(tǒng)、完整地規(guī)范相關(guān)安全、技術(shù)、質(zhì)量要求。使強制性的技術(shù)底線更清晰明確,更有利于實施、監(jiān)管,同時也有利于行業(yè)技術(shù)革新和發(fā)展。

  3.4  應(yīng)根據(jù)地理環(huán)境要求、建筑防火安全等性能要求,進一步權(quán)衡建筑節(jié)能的技術(shù)應(yīng)用原則。“十一﹒五”期間北方嚴寒、寒冷地區(qū)采暖居住建筑節(jié)能效果非常明顯,但全國范圍內(nèi)公共建筑的能耗居高不下,非采暖居住建筑節(jié)能效果不明顯[11]。對于南方夏熱冬冷地區(qū)、夏熱冬暖地區(qū),墻體保溫并不是一項有效的節(jié)能措施。南方的特點是夏季空調(diào)用電負荷很大;南方地區(qū)通過遮陽、通風(fēng)兩項技術(shù)措施應(yīng)用,在春秋兩季可以不用空調(diào),在夏季可以有效地降低太陽熱輻射、有效地降低用電負荷。從經(jīng)濟投入產(chǎn)出比、安全等角度考慮,南方夏熱冬冷地區(qū)、夏熱冬暖地區(qū),是否可以拋棄保溫技術(shù)要求?此問題值得進一步反思;同時應(yīng)大力研究建筑外遮陽、通風(fēng)等針對性、有效的建筑節(jié)能技術(shù),制定政策推廣相關(guān)產(chǎn)品的建筑一體化應(yīng)用。

  4 其它管理建議
  有了完善的法規(guī)和標準之后,就是整個相關(guān)社會活動的流程梳理、職能分配,政府為社會活動各方提供公共服務(wù)的定位和內(nèi)容也就比較清晰了。

  4.1  進一步理順政府監(jiān)管職能,根據(jù)強制性條文或者地方立法要求的技術(shù)、質(zhì)量、安全等必須進行強制性監(jiān)督,利用政府有限的資源管好建筑工程安全、技術(shù)、質(zhì)量的底線。政府投資的項目必須納入政府強制監(jiān)督管理的范圍。

  4.2  市場投資行為中的建設(shè)項目要充分發(fā)揮市場機制的作用,對建筑工程的安全、技術(shù)、質(zhì)量管理,由第三方專業(yè)機構(gòu)實施社會化專業(yè)服務(wù),通過合同約束工程建設(shè)各方的權(quán)利,政府進行相應(yīng)的監(jiān)管、管好安全技術(shù)質(zhì)量的底線。

  4.3  建筑物是一個特殊的商品,建設(shè)各行為主體可能并不是最終的用戶或產(chǎn)權(quán)方,建設(shè)各行為主體應(yīng)對開發(fā)單位負責(zé)、開發(fā)單位應(yīng)對最終用戶或產(chǎn)權(quán)方負責(zé),各行為主體通過相應(yīng)的合同約束雙方的責(zé)權(quán)利。有些問題無法從技術(shù)角度、監(jiān)管角度來徹底解決的,應(yīng)嘗試引入保險機制進行管理。要盡快建立商品房質(zhì)量、保修、使用等方面的法律法規(guī),維護最終用戶或產(chǎn)權(quán)方的合法權(quán)利,讓最終用戶或產(chǎn)權(quán)方通過法律來維護自己的合法權(quán)利。

  4.4  有關(guān)建筑監(jiān)管仍存在政出多門的情況,消防是歸公安消防部門管理的,工程安全質(zhì)量是歸建設(shè)行政主管部門管理,衛(wèi)生健康是歸衛(wèi)生等部門管理的,等等。目前上海市建設(shè)行政管理采用的一門式管理模式,效果很好,但跨部門就不行了,是否可以再向跨部門協(xié)同管理、協(xié)同服務(wù)方面更進一步?

  引用和注解
  [1]引自北京市公安消防總隊在全國消防工作會議上的發(fā)言材料《北京央視新址在建附屬文化中心大樓火災(zāi)情況分析》
  [2] 英國BRE報告的五起建筑外墻火災(zāi)事故案例: Knowsley Heights -1991,Basingstoke -1992,Irvine -1999,Paddington/London -2003,The Edge/Manchester- 2004,Windsor Tower/Madrid -2005 。BRE是英國建筑科學(xué)院Building Research Establishment的縮寫。

  [3] Werner Heisenberg’s quotes:What we observe is not nature itself, but nature exposed to our method of questioning. Natural Science does not simply describe and explain nature; it is part of the interplay between nature and ourselves; it describes nature as exposed to our method of questioning.
  [4] 建筑幕墻和屋面的燃燒問題也非常重要,已有相關(guān)火災(zāi)案例的報道:某石材幕墻內(nèi)保溫發(fā)生火災(zāi);在2010年世博期間某工程屋面保溫材料發(fā)生火災(zāi)等。這兩個問題另專文討論。

  [5] 公安部“關(guān)于實施國家標準GB8624-2006《建筑材料及制品燃燒性能分級》若干問題的通知(公消[2007]182號),規(guī)定了新老分級標準的對應(yīng)情況。表2中的保溫材料燃燒性能分級是一個總體分布圖,由于原材料、工藝、生產(chǎn)廠家等情況不同、同種保溫產(chǎn)品的燃燒性能等級不盡相同。

  [6] TBT(Technical Barrier to Trade)協(xié)議最主要的三項內(nèi)容是技術(shù)法規(guī)(Technical Regulation)、標準(Standard)和合格評定程序(Conformity Assessment)。技術(shù)法規(guī)是通過立法機構(gòu)頒布的、含有技術(shù)要求的、強制實施的;標準是標準化組織頒布的、含有技術(shù)要求的、自愿實施的,但標準被技術(shù)法規(guī)引用或列入合同時就具有強制性;合格評定程序是指采用檢驗、檢查、認證等方法證明產(chǎn)品或服務(wù)質(zhì)量是符合技術(shù)法規(guī)或標準的所有活動。

  [7] Building Regulations and Approved Document B。有關(guān)外墻火焰?zhèn)鞑ヒ鸹馂?zāi)的提案詳見英國議會文件Potential Risk of Fire Spread in Building External Cladding Systems。

  [8] ANSI:American National Standards Institute
  NIST:National Institute of Standards and Technology,美國商業(yè)部下屬機構(gòu)。

  UL: Underwriters Laboratories Inc.,UL標準在北美被廣泛地采用。

  ASTM:American Society for Testing and Materials
  ICC:International Code Council,1994年由覆蓋美國的三個不同地理區(qū)域的建筑標準化組織BOCA、ICBO、SBCCI聯(lián)合而成。

  FM:FM Approvals是全球最大的商業(yè)建筑保險商FM Global下屬的技術(shù)評估機構(gòu)。

  NFPA:National Fire Protection Association
  III:International Isocyanate Institute
  PIMA:Polyisocyanurate Insulation Manufacturers Association
  [9] Building Code of the City of New York, Title 27/subchapter5,ARTICLE 4 PREVENTION OF EXTERIOR FIRE SPREAD
§27-335.1 Acoustical and thermal insulation; use in noncombustible construction.
  [10] Reference Standard 5 REFERENCE STANDARD RS-5 FIRE PROTECTION CONSTRUCTION REQUIREMENTSLIST OF REFERENCED NATIONAL STANDARDS
  [11]《中國建筑節(jié)能年度發(fā)展研究報告(2010)》清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心
  注:作者工作于上海市建筑科學(xué)研究院,長期從事建筑工程和建筑材料的檢測、檢查工作,了解國內(nèi)外建筑領(lǐng)域的合格評定技術(shù)。

  此文調(diào)研過程中參考了英國建筑法規(guī)、美國紐約州建筑法規(guī),以及歐盟、英國、美國等相關(guān)標準和技術(shù)資料。上海建科檢驗有限公司姚玉梅、郁佳胤、馮靜慧提供了國內(nèi)相關(guān)保溫、防火方面的技術(shù)資料,并參與相關(guān)討論。
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