膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統防火構造研究

黃曦，陳怡宏，段文川，楊霞

（重慶建工住宅建設有限公司，重慶400015）

膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統防火構造研究

黃曦，陳怡宏，段文川，楊霞

（重慶建工住宅建設有限公司，重慶400015）

該研究采用大尺寸墻角火試驗，對比研究了防火隔離帶對聚苯板外墻外保溫系統受到火源攻擊時的防火性能及火焰傳播性。試驗結果證明：防火隔離帶能夠有效阻止火焰快速傳播，延緩火災進程，降低火苗高度，提高聚苯板外墻外保溫系統的整體防火安全性。

膨脹聚苯板外墻外保溫系統；聚苯板；特種膠粘劑；玻璃纖維網格布；飾面涂層；防火隔離帶；窗口火試驗；墻角火對比試驗

0 前言

國內對外墻外保溫系統防火技術的研究和重視程度，已經由發展初期的缺失到目前全行業的普遍關注，但多數技術標準和產品說明書中提及的內容仍局限于保溫材料的燃燒性能指標要求，對保溫系統的整體防火性能未作具體要求。

膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統是由特種膠粘劑、膨脹聚苯板、玻璃纖維網格布和飾面涂層組成的外墻保溫體系。該系統是在70年代石油危機以來，為最大限度地減少民用、工業建筑和設施的能耗逐步發展起來的，特別是隨著材料和應用技術的不斷改進，膨脹聚苯板外保溫系統已經成為當今建筑節能墻體中最具競爭力的體系之一。

隨著我國建筑節能政策的加強和完善，對建筑節能要求也越來越高，傳統的膠粉聚苯顆粒漿料或其他漿料類保溫材料因導熱系數較高難以滿足建筑節能的更高要求，近幾年特別是北方地區，聚苯板類的外保溫系統特別是薄抹灰聚苯板外墻外保溫系統得到了廣泛應用。但由于使用人員對該系統缺乏正確認識，導致該外保溫系統出現了許多質量問題，尤其是防火安全性、墻面開裂和苯板脫落等事故。由此，本項目重點研究了防火隔離帶對聚苯板外墻外保溫系統受到火源攻擊時的防火性能及火焰傳播性的影響。

1 實驗

1.1 試驗模型選擇

通過對已經發生的聚苯板外保溫系統的火災事故分析，發現在火災過程中由于聚苯板材料的可燃性加速了該系統對火焰的傳播速度，導致火災在很短的時間內蔓延開來最終造成嚴重后果。因此，本項目試驗方法參照全尺寸窗口火試驗方法進行。該方法能夠判定建筑外墻面上非承重保溫系統受到火源攻擊時的防火性能和火焰傳播性[1-2]。

火試驗模型由保溫墻體的構造材料組成，這些材料被安裝在要求的構架內，由兩面成90°正交直角的垂直墻體組成，形成尺寸6.10m×6.10m×9.15m的構筑物；頂面采用不燃的無機板材遮蓋。外保溫系統施工完畢后自然養護28d開始試驗。試驗的點火源為（347±4.54）kg的木堆，其尺寸為1.22m× 1.22m×1.07m，每根木條截面尺寸為38.1mm×89mm，木堆由12層干燥的云杉、松木、杉木或其它類似密度的軟木構成。每層木條應均勻隔開并與下層木條成直角碼放，木堆放置在距每面墻體305mm的位置。點火采用兩個直徑為88.9mm、長度為152.40mm的棉絲火把，每個火把用0.23kg的庚烷浸泡。

1.2 聚苯板外保溫系統防火構造的研究

根據對現實中聚苯板外保溫系統火災事故及該系統結構特點的分析得出，要提高該系統防火安全性，就應減少該系統與建筑物之間的空腔結構。可以采用滿粘的方式，既在聚苯板與建筑物外墻之間全部充滿水泥基粘結砂漿，在聚苯板與外墻之間不留空腔，減少火焰傳播的途徑，另外還可以在聚苯板外保溫系統中利用不燃材料來阻斷火焰的傳播，即在聚苯板外保溫系統中增設防火隔離帶[3]。但由于采用滿粘方式施工，材料用量大幅增加，造成該系統成本過高，同時對建筑外墻的基層平整度要求也大大提高，本試驗主要研究增設防火隔離帶對聚苯板外保溫系統防火性能的影響。

1.2.1 試驗墻體制作

在防火構造的試驗研究中，分別制作了有防火隔離帶和沒有防火隔離帶的兩個試驗墻體見圖1與圖2，系統主要組成材料性能見表1與表2。試驗墻體的制作方法為：建筑物外墻用水泥砂漿進行找平處理；采用點框粘法在建筑物外墻上粘貼聚苯板，聚苯板在粘結牢固后用塑料錨栓進行錨固；在聚苯板表面用專用抗裂膠漿進行面層涂覆處理，并用耐堿網格布對抗裂膠漿進行增強處理；防火隔離帶材料選用玻化微珠無機保溫板，采用粘貼方式固定于建筑物外墻表面，隔離帶的寬度為400mm，玻化微珠無機保溫板表面涂抹抗裂砂漿并復合耐堿網格布與聚苯板系統形成一體。

表1 聚苯板性能檢測結果

表2 膠粘劑性能檢測結果

1.2.2 實驗過程

帶有防火隔離帶的聚苯板外保溫系統燃燒過程：在點火開始時，燃燒室內產生出大量灰白色煙氣；點火開始約4min后，燃燒室內開始竄出火苗，且火苗沿著外墻向上延伸，并引燃了建筑物外墻表面的聚苯板，木垛的燃燒越來越劇烈；木垛點火約9min，隨著木垛劇烈燃燒，燃燒室竄出的火苗高度到達二樓的下窗口，靠近燃燒室的聚苯板因劇烈燃燒有滴落物落下；經過約17min的劇烈燃燒后，竄出燃燒室的火苗高度慢慢降下來，外墻上的火苗熄滅，但在隔離帶與聚苯板接縫處還有少許火苗存在，并有滴落物產生；經過近30min的燃燒，燃燒室的木垛燃燒殆盡，火苗熄滅，外墻保溫系統破壞面積不大，但外墻上仍有少許火苗存在，因高溫烘烤，二樓的外窗遭到嚴重破壞，見圖3。

圖1 有防火隔離帶的保溫系統

圖2 沒有防火隔離帶的保溫系統

圖3 燃燒結束后的破壞情況

圖4 燃燒結束后的破壞情況

不帶有防火隔離帶的聚苯板外保溫系統燃燒過程：在點火開始時，燃燒室內產生出大量灰白色煙氣；點火開始約4min后，燃燒室內開始竄出火苗，且火苗沿著外墻向上延伸，并引燃了建筑物外墻表面的聚苯板，木垛燃燒越來越劇烈；木垛點火約9min后，隨著木垛劇烈燃燒，燃燒室竄出的火苗高度到達二樓的下窗口，靠近燃燒室的聚苯板因劇烈燃燒有滴落物落下；經過約17min的劇烈燃燒后，竄出燃燒室的火苗引燃外墻上的聚苯板，火焰在外墻面快速的傳播一直燃燒到建筑物的三樓窗口上沿，二樓外窗破壞嚴重，見圖4。

通過兩次火災模擬試驗發現，在點火開始約4min內兩次試驗結果基本相同，隨著木垛燃燒程度加劇，燃燒室的火苗都沿著外墻面向樓上延伸，防火隔離帶能夠阻止火焰的快速傳播，延緩火災的進程，降低火苗高度，提高聚苯板外墻保溫系統的防火安全性，不帶有防火隔離帶的聚苯板保溫系統被外界火源引燃后，火焰沿著外墻面迅速傳播，且燃燒速度較帶有防火隔離帶的聚苯板外保溫系統燃燒速度快，火災破壞后果嚴重。

2 試驗結論

通過對聚苯板外保溫系統大尺寸墻角火對比試驗和理論分析，得出以下結論：

（1）聚苯板外保溫系統在火災中的破壞主要是由于外界火焰的高溫導致聚苯板融化燃燒，造成整個保溫系統破壞。

（2）燃燒性能達到B2級的聚苯板，在實際火災事故中并不能完全起到阻燃作用，單靠材料的阻燃性來提高整個保溫系統的防火安全性是不合理的。

（3）減少聚苯板與建筑物外墻之間的空腔結構和增設防火隔離帶是提高聚苯板外墻保溫系統防火安全性的有效措施，但增設防火隔離帶的方法更加經濟，施工更加方便。

（4）防火隔離帶的材料應不具有燃燒性，例如巖棉板、玻化微珠無機保溫板和無機砂漿等材料，防火隔離帶的寬度不應小于400mm，且與基層墻體之間嚴禁有空腔存在。

[1]季廣其，朱春玲，陳丹林，等.建筑外墻保溫體系防火安全性能試驗研究[C].第三屆國際智能、綠色建筑與建筑節能大會智能與綠色建筑文集，2007，3.

[2]朱春玲，季廣其.歐美外墻外保溫防火技術要求綜述及建議[J].建筑技術開發，2012，39(9).

[3]卓萍，田亮，王宗存，等.國外建筑外墻外保溫系統防火性能評價方法與測試標準[J].消防科學與技術，2012(3).

責任編輯：孫蘇，李紅

Study on Fire Protection Construction of EPS with Expanded Polystyrene Panel

Through large sized corner fire test,the fire protection performance and flame propagation properties of fire barrier belt are comparatively studied when EPS is under fire attack.The results show thatfire beltcan effectively stop flame propagation,slow down fire process and enhance the fire prevention safety of the whole system.

EPS;polystyrene panel;specialadhesive;fiberglass mesh;paintcoat;fire-barrier belt;fire test;cornerfire contrastexperiment

Tu5

A

1671-9107（2013）05-0053-02

10.3969／j.issn.1671-9107.2013.05.053

2013-04-09

黃曦（1961-），女，重慶人，大專，工程師，從事建筑施工質量技術管理工作。

陳怡宏（1967-），女，重慶人，本科，教授級高工，從事建筑施工質量技術管理工作。