云南省某工程外墻外保溫系統防火施工技術

周 白 霞

(公安消防部隊高等專科學校，云南 昆明 650208)

1 概述

我國2006年1月1日開始施行《民用建筑節能管理規定》，該規定有力的推動了外墻外保溫技術的發展，但也帶來了嚴峻的消防安全問題，我國連續發生了多起影響巨大的外墻外保溫系統火災。2009年2月9日，在建的中央電視臺北配樓由于外墻外保溫系統被煙花引燃發生特別重大火災事故。2010年11月15日，上海市靜安區膠州路一幢正在進行外墻外保溫施工的教師公寓發生火災。2011年2月3日，沈陽皇朝萬鑫國際大廈外墻外保溫系統發生火災，大火造成B座樓整幢及A座樓的表面及部分房間過火。建筑外墻外保溫系統連續發生的大火，使外墻外保溫系統的防火安全問題成為了公安消防部門和建筑行業研究的焦點[1]。如何在確保質量和安全的前提條件下，推進外墻外保溫系統的應用，確保建筑節能減排目標的實現，成為了建筑業和消防部門必須解決的重點問題。

2 外墻外保溫系統的發展應用

外墻外保溫系統是用導熱系數較低的無機或有機絕熱隔熱材料與建筑物外墻粘合或嵌合固定，處于建筑外墻并增加外墻的平均熱阻率達到保溫隔熱效果，有效地減少建筑取暖或致冷能耗的建筑節能施工技術[2]。我國在世界減排會議上承諾：2020年單位國內生產總值CO2排放將比2005年下降40%～45%，而我國建筑行業占用的能源占全國總能耗的20%左右，所以建筑行業必須節能減排以實現國家的CO2減排目標[3]。而外墻散失的能量約占建筑總能耗的25%～28%[4]，因此，要實現建筑節能減排必須執行外墻保溫施工。目前，應用于外墻的節能技術主要是將保溫隔熱體系置于外墻結構墻體外側的外墻外保溫技術，該技術不但可以滿足寒冷地區冬天取暖節能和炎熱地區夏天致冷節能，還可以保護建筑外墻，延長建筑使用壽命，是我國應用最為廣泛的外墻保溫技術。

但是，伴隨著外墻外保溫技術的快速發展，由于對保溫材料燃燒性能把關不嚴，對有機可燃保溫材料的施工技術和防火構造技術缺乏研究和規定，導致有機保溫材料的使用備受質疑，也導致外墻保溫系統的推廣應用受到阻礙，2011年3月14日，公安部消防局發布了《關于進一步明確民用建筑外保溫材料消防監督管理有關要求的通知》，要求民用建筑外保溫材料采用燃燒性能為A級的不燃材料。該通知雖然提升了外墻保溫系統的消防安全，但卻由于不燃保溫材料生產能力不足和有的不燃保溫材料隔熱效能差，施工難度大導致很多工程陷入停滯而阻礙了我國建筑節能減排的進程。參考歐美等發達國家進行外墻保溫施工時，對不同高度、不同用途、不同安全等級的建筑外墻保溫系統不僅僅是提高保溫材料燃燒性能，更重要的是增加保溫系統防火構造的兩種消防安全通行做法[5]，我國相關部門也客觀全面分析外墻外保溫系統的防火安全問題，針對問題開展研究，制定出既能實現建筑節能減排目標，又能滿足消防安全的要求的措施。

3 外墻外保溫系統的消防安全問題

隨著建筑節能減排施工的推進和外墻外保溫系統的全面應用，外墻保溫材料火災特別是沈陽皇朝萬鑫大廈、上海膠州教師公寓、北京央視新址附屬文化中心等高層建筑外墻外保溫火災，火勢蔓延迅速，煙氣毒害嚴重、人員疏散和火災撲救困難，火災均造成巨大的損失和社會影響[6]。總結以上三起火災的消防安全問題，不僅與使用燃燒性能差的有機保溫材料有關，更與保溫系統幾乎沒有設置防火構造有關。

3.1 保溫材料燃燒性能問題

目前，我國用于建筑外墻的保溫材料主要是三大類(見表1):一類是廣泛應用的導熱系數低保溫效果好的B2級的有機可燃保溫材料，如聚苯乙烯泡沫塑料EPS,XPS和硬泡聚氨酯PU。一類是產量低價位高自重大保溫效果差的A級無機不燃保溫材料，如玻璃棉、巖棉和無機保溫砂漿。一類是新型有機—無機復合B1級難燃保溫材料，如膠粉聚苯顆粒保溫漿料。常用保溫材料的燃燒性能見表1。

表1 常用保溫材料的燃燒性能

分析以上三起火災，都與使用了B2級可燃的有機保溫材料有關。

3.2 保溫系統施工防火構造技術問題

參考歐美等國家的通行做法，結合我國建筑材料和施工技術的實際情況，公安部、住房和城鄉建設部在2009年聯合發布了《民用建筑外墻保溫系統及外墻裝飾防火暫行規定》，明確要求：當外墻保溫材料采用不低于B2級的可燃材料時，應根據建筑高度不同每層或隔層設置水平防火隔離帶；保溫材料應采用不燃材料做防護層，防護層厚度不應低于3 mm，防護層應能將保溫材料完全覆蓋。然而，分析以上三起火災，在可燃保溫材料的外保溫系統中都沒有設置防火隔離帶，導致火勢在豎向空間快速蔓延迅速擴大。

4 外墻外保溫系統防火構造技術措施

在我國外墻保溫系統中約80%的主體保溫材料為聚苯乙烯和聚氨酯泡沫等有機可燃保溫材料[7]。隨著節能減排目標的逐步提高，此類自重小施工快捷保溫效果好的可燃有機保溫材料的市場將更大，使用厚度也會有所增加，消防安全問題將更加嚴峻。GB 50016—2014建筑設計防火規范中明確規定，建筑的保溫系統當保溫材料的燃燒性能為B1級,B2級時，其外保溫系統應從有空腔的粘結固定方式、無空腔粘結固定方式、設置耐火窗、設置防火隔離帶、設置防火保護面層等方面提高系統的防火能力[8]。規定當保溫材料的燃燒性能為B1級,B2級時，應每層或隔層設置A級的水平防火隔離帶，高度不應小于300 mm；可能保溫材料表面應采用一定厚度的不燃材料完全包覆。根據規范的相關規定，云南某工程采用了以下施工技術。

4.1 外墻外保溫無空腔施工技術

有空腔施工技術是類似玻璃幕墻與建筑基層墻體間存在空隙的施工做法，這種做法形成的空隙沿外墻豎向連通造成煙囪效應助長火勢。而無空腔施工是保溫材料和基層墻體之間，保溫材料和保護層或裝飾層之間均無空隙，云南某工程的具體施工方法是：在鋼筋混凝土基層墻體上用基本厚度為20 mm厚的1∶3的水泥防水砂漿先做找平層，再在找平層上采用滿粘法涂覆4 mm～6 mm厚的強力專用粘結膠，在粘結膠外按照設計要求粘結固定保溫裝飾一體板，板與板之間的分隔縫隙嵌入保溫壓條并用硅酮耐候密封膠填塞，以此保證基層墻體與保溫材料之間沒有空腔。該工程通過無空腔的防火構造施工，隔絕了保溫材料燃燒形成煙囪通道的可能性，建筑投入使用后如果保溫材料著火，也難以持續燃燒形成重大火災。

4.2 采用防火隔離帶構造施工技術

自外墻外保溫系統推廣應用以來，我國科研部門就開展了外墻外保溫的防火研究工作，中國建筑科學研究院建筑防火研究所、公安部四川消防科學研究所和公安部天津消防科學研究所通過大尺寸模型火試驗和利用實體建筑的大尺寸窗口火試驗來研究外保溫系統的防火技術措施，進行了防火隔離帶構造措施的研究工作。根據EPS薄抹灰外墻外保溫系統采用巖棉防火隔離帶進行防火構造處理后的實體建筑火災試驗，當建筑內部形成轟燃，火焰由窗口溢出并直接作用于外墻上的保溫系統時，沒有導致外墻上有大面積的防護層脫落和保溫材料燃燒現象，實驗表明，防火隔離帶能有效阻止火焰蔓延[9]。因此在本工程的施工過程中，也根據設計要求運用巖棉條防火隔離帶進行了隔斷。具體施工方法是，每2層在窗洞上方的樓板位置處圍繞建筑物的整圈，在粘結膠外粘結固定300 mm高，與聚氨酯保溫層等厚的巖棉條，再在巖棉條外固定石材裝飾層。以此劃分合理的防火隔斷或防火分倉，有效阻止火焰蔓延，防止外墻外保溫系統墻面產生整體燃燒。

4.3 采用防火保護面層的施工技術

在有機保溫材料的外側設置防火保護面層，也是預防建筑火災的有效途徑之一。防火保護面層的質量、穩定性及厚度，決定了保溫系統受到熱量或在火焰侵襲時對內側有機保溫材料的保護能力。在本工程的施工中，采用的是聚氨酯保溫材料和不燃的石材裝飾板緊密粘結在一起一體板，聚氨酯保溫材料的厚度是35 mm,裝飾石材板的厚度是10 mm,一體板整體鋪上墻面之后，石材就如同一件火災防護服護在了聚氨酯的外層對聚氨酯起到防火保護的作用。保證了建筑外墻外保溫系統的防火安全。

5 結語

建筑節能與低碳環保是未來建筑發展的基本國策，建筑外墻外保溫系統是實現這一基本國策的有效措施，但由于大量使用有機保溫材料、在保溫系統中不按照要求設置防火構造，導致近年來連續發生多起外墻保溫系統火災，使外墻保溫系統的推廣受到質疑，使有機保溫材料的應用受到阻礙，如何既保障建筑的消防安全，又實現節能減排的目標，我國建筑科研部門和消防科研院所都開展了模擬和實體火災試驗，試驗結果表明，除了提高保溫材料燃燒性能外，還可以加強系統防火構造技術措施，外墻保溫系統中的無空腔施工、空腔隔斷處理、防火分隔帶、防火保護層等都是能有效阻隔火勢發展蔓延的防火構造措施。而云南某工程更用工程實例證明了采用聚氨酯保溫材料時，可以通過無空腔施工、每2層設置300 mm厚的巖棉防火隔離帶、外層粘貼裝飾石材一體板的施工技術提高建筑外墻外保溫系統的消防安全。

[1] 朱春玲.外保溫典型火災案例分析及防火技術措施[J].墻材革新與建筑節能,2012(11):39-41.

[2] 楊富元.建筑外墻保溫防火的材料選擇及施工要求[J].建筑,2010，36(7):91-93.

[3] 張香萍.外墻外保溫材料的火災危險性研究及防火對策[J].山西建筑,2010，36(7):242-243.

[4] 周白霞.無機保溫材料在外墻保溫系統中的應用展望[J].四川建筑科學研究,2013(1):91-93.

[5] 宋長友.高層建筑耐火外墻外保溫系統技術研究[J].建筑科學，2008，24(2)：48-49.

[6] 趙 平，季經緯，武 爽.基于數值模擬的外墻保溫體系防火問題研究[J].中國安全生產科學技術,2011(9):40-44.

[7] 賴穗歡.高層建筑外墻保溫體系防火措施探討[J].武警學院學報,2013(4):51-53.

[8] GB 50016—2014，建筑設計防火規范[S].

[9] 張 真，賈 樂.施工階段外墻保溫聚苯板的防火[J].建筑安全,2010(2):32-35.