外墻保溫材料的燃燒性能研究

陳現景 李紅菊 劉建志 唐孔科 呂波 韓勇

摘 要：隨著社會經濟的發展，人們的節能意識也逐步提高，建筑節能措施也開始逐步推進，建筑外墻保溫技術逐漸被應用。外墻保溫材料要注重防火，確保其具有較高的防火安全性。因此，關于外墻保溫材料的燃燒性能的研究也逐漸增多。本文主要測試分析了擠塑板、硬泡聚氨酯和硅質聚苯板的燃燒性能，從燃燒速度、蔓延高度等進行了評定，期望能夠為外墻保溫材料的防火安全性的提升提供一定的參考。

關鍵詞：外墻保溫材料;燃燒性能;防火

近年來，人們安全意識不斷提升，對建筑的安全性要求也越來越高。在威脅建筑安全的因素中，火災十分常見也十分恐怖。因此，對建筑外墻保溫材料的選擇有明確規定，必須保證材料的燃燒性能。開展外墻保溫材料的燃燒性能的研究，能夠提高建筑安全性，保障人們的生命財產安全。

1 外墻保溫材料的燃燒性能概述

燃燒性能是指在遇火燃燒后建筑材料所產生的一系列物理和化學變化，其中衡量因素包括發熱、火焰傳播、發煙等。我國對建筑外墻保溫材料的選擇有嚴格的規定，要求其燃燒性能必須在B2以上。為確保建筑工程的防火性，應根據工程實際選擇外墻保溫材料，但我國建筑建材市場還不完善，市場混亂，保溫材料質量低劣。因此，應做好外墻保溫材料的燃燒性能的研究，以滿足工程建設的需要。

2 常見保溫材料性能分析

（1）擠塑板。擠塑板是一種由聚苯乙烯樹脂經過擠壓制造出擁有連續表層及閉孔式蜂窩結構的板材。它的表層的致密性高，內層有閉孔結構，使其具有較低的導熱性，抗壓強度也較高、保溫性能好。根據燃燒性能分類，擠塑板為B2級易燃性材料，阻燃防火性能低。

（2）硬泡聚氨酯。硬泡聚氨酯是一種低密度、微閉孔結構的高分子材料，導熱系數極低，僅為0.0018～0.024w/（m·k），是當前所有保溫材料中導熱系數最低的。通過在硬泡聚氨酯中添加入阻燃劑，會提高其阻燃性能，成為難燃的自熄性材料。

（3）硅質聚苯板。硅質聚苯板是一種有機聚苯板經過硅化處理制成的。它的導熱系數低、保溫效果好，而且阻燃效果也較好，是一種新型保溫隔熱材料，有廣闊的應用前景。

3 外墻保溫材料的燃燒性能試驗

（1）材料制作。三種材料選取50mm厚度的樣品，三種材料制備3塊試樣作為一組，尺寸為200mmx150mm的尺寸，備試驗使用。

（2）燃燒試驗。2012年，我國國家標準化管理委員會發布了GB8624-2012《建筑材料及制品燃燒性能分級》，規定了外墻保溫材料的主要監測項目為導熱系數、壓縮強度、抗壓強度和燃燒性能等;使用了GB/T20284《SBI單體燃燒實驗》、GB/T2406.2-2009《塑料用氧指數法測定燃燒行為實驗》、GB/T8626-2007《建筑材料可燃性實驗》所規定的方法對外墻保溫材料的燃燒性進行分析評價。分別對3組試樣點燃，使用熱電偶測量試樣內部的溫度，并觀察和記錄火焰的傳播速度、高度、燃燒后碳化范圍，以備燃燒性能的分析。

（3）試驗現象分析。每組保溫材料燃燒4秒，觀察記錄試驗現象如下：①在遇到火后，擠塑板燃燒迅速，火焰蔓延范圍廣，并產生熔融收縮，并有流淌，燃燒結束后會產生部分碳化現象;硬泡聚氨酯在燃燒過程中產生濃煙、并釋放刺激性氣味，火焰蔓延迅速，燃燒結束后會產生大面積碳化現象。硅質聚苯板遇火后基本不會燃燒，火焰蔓延速度極慢，燃燒結束后表面不會產生碳化現象。②三種材料火焰傳播速度由快到慢依次為擠塑板、硬泡聚氨酯、硅質聚苯板。③試驗結束后用熱電偶測試三組保溫材料的內部溫度，擠塑板的最高溫度為385℃，硬泡聚氨酯的最高溫度為362℃，硅質聚苯板的最高溫度為127℃。對比可見，硅質聚苯板在燃燒時的內部溫度要比擠塑板和硬泡聚氨酯的內部溫度要低很多。

（4）監測時的注意事項。一方面，要注重設備問題。外墻保溫材料燃燒性能的監測對監測設備的準確性要求較高，因此，應使用合格的監測儀器。另一方面，要注重標準的使用。外墻保溫材料各項燃燒性能檢測結果有很大的不同，并且受到檢測時間和工作人員精力的限制。因此，要依據國家有關標準開展，以提高檢測水平。第三，檢測方法的使用。外墻保溫材料的燃燒性能檢測方法多樣，應使用標準的檢測方法，避免檢測結果的不準確。

（5）試驗結論。在傳統的外墻保溫材料中多使用的是有機材料，然后將其作為主要保溫材料進行薄抹灰結構系統，它們能夠達到B1級的燃燒性能，使用年限也能達到25年。隨著保溫材料的發展，擠塑板、硬泡聚氨酯和硅質聚苯板成為當前常見的保溫材料，本實驗就是對這三種保溫材料的燃燒性進行了研究。

通過對三種保溫材料燃燒性能試驗對比可知，三種保溫材料的防火性能的大小依次為硅質聚苯板，硬泡聚氨酯，擠塑板。具體表現如下：①火焰的傳播速度和蔓延高度反應了火災的傳播性。試驗表明，硅質聚苯板的火焰傳播速度慢，火焰傳播最高的為擠塑板，硬泡聚氨酯次之。②燃燒試驗結束后對三種保溫材料表面的碳化范圍做了對比，硅質聚苯板的表面碳化范圍很小，略微出現了收縮;硬泡聚氨酯表面的碳化面積大，但其內部保存完好;擠塑板在燃燒結束后表面和內部都發生了碳化，而且碳化面積大。③保溫材料燃燒過程中的內部溫度對材料的燃燒性能有直接的影響。實驗發現，在燃燒過程中，硅質聚苯板的內部溫度最低，這與硅質聚苯板的生產工藝有關，其使用的是高分子顆粒防火隔離倉發泡工藝，在遇到火后會在表面形成閉孔的阻隔結構，能夠有效阻隔氧氣、阻擋熱量的傳導，從而有效防止火焰穿透，阻止燃燒。

這也提示在建筑外墻保溫材料的使用過程中，要盡量提高外墻保溫材料燃燒性能的等級。在外墻保溫系統中要重點關注材料的點火性，根據燃燒性能確定其點燃性能，確保保溫系統的抗火性，從材料的燃燒性能入手，提升系統的防火性能。另外，對于高層建筑而言，除了使用防火隔離帶之外，還應多使用A級材料，以提升保溫系統的安全性。

4 結語

保障人民群眾的財產安全是建筑設計和施工的基本要求，要努力避免一切傷害事故的發生。外墻保溫材料的燃燒性能的優劣是保障建筑保溫、防火系統功能發揮的重要因素。傳統的保溫材料易燃燒、易碳化，在燃燒過程中會產生大量的有毒性煙霧，防火性能較差。人們迫切需求一種新型的保溫防火材料，因此，在選擇保溫材料時，應重點關注材料的燃燒性能、導熱系數等指標，并且還要從這些指標入手進一步完善保溫材料引發火災的應對措施，減少火災的發生，保障人民群眾的生命財產安全。

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