建筑外墻保溫材料燃燒性能及防火對策初論

賈潤新

摘 要：本文對幾種在建筑外墻中常用的保溫材料分析其燃燒性能，像燃燒熱值等，以此為基礎，提出對保溫材料在使用過程中防火對策，提高建筑物的防火性能。

關鍵詞：建筑外墻；保溫材料；燃燒性能；防火對策

現在，建筑外墻的保溫系統在國內建筑工程中正在被越來越多的應用，建筑外墻中的保溫材料雖然降低了建筑物的能耗，但是也產生不少問題。火災危險性對于保溫材料來說是最重要和待解決問題。在外墻的保溫系統中用的最多的保溫材料是有機材料，但是這種保溫材料很容易發生燃燒，采用這種材料的外墻在發生火災時很容易引起火勢蔓延，給整棟建筑埋下隱患。所以外墻所用有機保溫材料其燃燒性能引起了國內不少學者的關注。現在外墻保溫系統用的較多的保溫材料包括酚醛板、阻燃性聚苯乙烯、阻燃性擠塑板、阻燃性聚氨酯材料和橡塑材料等。

1 實驗所用裝置、材料

試驗選擇對燃燒熱值的試驗裝置與建材單體燃燒的實驗裝置對幾種常用材料燃燒性能做出試驗。建材熱值的實驗裝置主要用來檢測保溫材料燃燒熱值。燃燒熱值指的是1千克材料經過完全燃燒所釋放能量，是物質自身特性，和其使用狀態或者尺寸形態沒有關系，很多時候被用來評價材料潛在的火災荷載。使用建材單體燃燒的試驗裝置能夠得到試樣燃燒時的長翼傳播（LFS）、燃燒的增長率指數（FIGRA）、600秒鐘熱釋放率（THP）、600秒內產煙率（SPR）、煙氣產生的速率指數等。使用這兩個裝置能夠得到反映所用建筑材料燃燒性能的參數，對建材燃燒性能進行分級時它們是較為重要的指標。

實驗材料。選擇酚醛板、阻燃性聚苯乙烯、阻燃性擠塑板、阻燃性聚氨酯材料和橡塑材料作為樣品。把各組樣品研成粉末狀分成5組，用來檢測其燃燒熱值；把各組樣品制作成長翼是1000毫米*1500毫米、短翼是500毫米*1500毫米各3組，在每一組試樣到底邊50毫米到100毫米部位劃線標記，用來檢測單體的燃燒性能。

2 實驗結果和分析

通過對這幾種保溫材料的試驗研究，探討常用的建筑外墻材料燃燒性能。橡塑材料的熱值低于20千千焦每千克，其它幾種材料熱值都高于20千千焦每千克，對這幾種保溫材料進行阻燃處理，比較它們在處理前后燃燒熱值的變化，可以看到阻燃劑對熱值的影響較小，通過阻燃處理之前和之后材料熱值變化較小。所以添加阻燃劑無法從本質上改變材料燃燒性能。一般情況下對常見保溫材料的燃燒性能做出測試，發現這幾種材料都容易燃燒，它們的熱釋放量和產煙量都比較大。通過本實驗我們能夠得到，常見的幾種保溫材料中，酚醛板燃燒性能良好，在試驗中放出熱量與產煙量都比較小。但是聚氨酯材料燃燒性能相對比較差，其熱釋放量和產煙量都比較大。從試驗中可以看到保溫材料被阻燃處理后，單體燃燒的各個參數都發生一定程度減小，其單體燃燒性能獲得一定提高。阻燃塑板材料的提高最顯著。因為加入阻燃劑以后，塑板在試驗中接觸火焰后快速融化，和火焰沒有發生直接接觸，其燃燒現象主要是塑板滴落物燃燒。

根據國家有關規范中建筑材料在燃燒性能上的分級對保溫材料的燃燒性能要求，這個試驗中酚醛板、阻燃性聚苯乙烯、阻燃性擠塑板、橡塑材料都能達到B級或者C級要求，阻燃性聚氨酯材料達不到D級要求，在分級時可能會被分成E級或者F級，它的燃燒性能比較差。通過對酚醛板、阻燃性聚苯乙烯、阻燃性擠塑板、阻燃性聚氨酯材料和橡塑材料做燃燒熱值與單體試驗探討幾種常見建筑外墻所用保溫材料燃燒性能，得出這兩個結論：（1）建筑外墻所用保溫材料它們的燃燒熱值都比較高，燃燒時所放出熱量也比較高，所以火災危險性很大。加入阻燃劑無法改變材料燃燒熱值，也不能在本質上改變材料燃燒特性。（2）建筑外墻中用得較多的保溫材料都很容易燃燒，它們的熱釋放量和產煙量都比較大。阻燃處理措施能有效改善外墻所用保溫材料的燃燒性能。

3 建筑外墻保溫材料在使用過程中的防火對策

全國不少地區發生的火災事故表明，外墻保溫材料如果用的不合理，會對建筑物產生較大安全隱患。雖然國家有關標準對外墻所用材料阻燃性有要求，但是對外墻防火安全性卻沒有明確規定。所以，提出有效的預防或者解決措施是非常重要的。

國外對建筑外墻的防火安全性要求始終當成技術應用時最重要的條件，在歐美國家對不同外保溫體系與保溫材料都有相應的測試方法與分級標準，對各種防火等級保溫體系的使用范圍都做了較為明確的規定；德國法律中有規定22米以上建筑禁止選擇有機保溫材料，所以酚醛板外保溫體系只能被用在22米以下建筑中，22米以上建筑物大多都選擇飾面外保溫體系；歐洲的有關規范中有規定對外保溫在防火性能上測試要進行2次：一次是完整體系，一次只是保溫材料。在我國，建筑外墻的外保溫技術雖然被應用多年，現在使用的標準中對保溫材料燃燒性能有規定，除此之外，沒有對外保溫體系燃燒性能和適用范圍進行具體規定。

選擇合適的保溫材料。使用保溫材料是為了提高建筑外墻外保溫體系的防火性能，最好不要選擇上述實驗中的幾種有機材料，尤其是用在高層建筑與公共建筑中時。要大力使用無機類型的保溫材料，像石棉、膨脹微珠漿料與自保溫體系等，石棉的價格較高，不一定適合大面積使用，現在技術還不成熟。所以膨脹微珠漿料的防火與經濟性能較好，值得使用。

在建筑物結構或者構件方面使用防火分隔方法。如果無法使用防火無機材料，選擇有機保溫材料時，就要對建筑架構考慮措施，提升外保溫體系在整體上的防火安全性。外保溫體系在防火構造上的措施有3各方面：（1）無空腔構造措施，有機板和墻體之間或者與裝飾層之間在有空腔時，這會在火災時提供氧氣，火災中給煙提供通道，引起火災迅速蔓延。所以，無空腔措施能夠解決因為空腔產生的火災危害。在對保溫板施工中，不能用容易形成空腔點粘法，盡可能選擇滿粘法。（2）防火隔斷措施，防火隔斷就是外保溫體系的防火隔離構造或者分倉構造，可以較好的防止火焰蔓延，避免外保溫體系的墻面發生整體燃燒。防火隔斷措施可以使用礦棉與玻化微珠漿料等材料，在垂直與水平兩個方向都要設置。也能使用窗臺或者伸縮縫，選擇混凝土板來作為隔火帶。防火隔斷尺寸要結合建筑重要性與材料燃燒來選擇，要做到外形和建筑內部效果相互協調。（3）防火保護層措施，保溫層能夠降低與消除火災給材料帶來的侵襲，水泥砂漿就能被用做保溫層防火層，但是在火災發生時，一般的水泥砂漿很容易發生開裂，降低了防護效果，所以要改善砂漿耐火性能；也能使用玻化微珠漿料與石棉這些材料來作為防火層。防火層越厚，防火效果就越好，應該根據試驗與外保溫防火要求來選擇防火保護層種類與厚度。

4 總結

外墻外保溫有不少火災都發生在施工過程中，所以要對施工現場加強消防安全的管理工作，特別是在使用明火時要進行嚴格的消防管理。在現代的環保理念中，對外墻外保溫進行放火時不能有遺漏，不能只重視防火放松對保溫要求，不能只重視保溫效果而輕視防火，更不能由于害怕火災而拒絕節能。外墻防火問題有其綜合性特點，不能單純依靠保溫材料來防止火災。要早規范的制定、材料選擇、建筑結構、施工組織和管理這些方面采取有效措施，保證外保溫體系防火安全。

參考文獻

[1] 周德海.民用建筑外墻保溫材料防火對策[J].武警學院學報，2011， 27（4）：55-56.

[2] 楚軍田，申連喜.外墻保溫材料燃燒性能標準研究[J].建筑安全， 2012.