建筑外墻保溫材料燃燒性能研究

趙樹民 雷軍 陳麗芳

摘 要：當前，我國社會主義市場經濟發展迅速，建筑行業也在不斷進步。為了確保建筑質量滿足人們的生活需求，必須保證施工材料質量符合建筑工程標準。本文對建筑外墻保溫材料的燃燒性能進行深入研究，明確保溫材料的燃燒熱值、熱釋放量等具體燃燒性能，以選擇合適的保溫材料，確保建筑工程建設的安全性。

關鍵詞：建筑外墻;保溫材料;燃燒性能

中圖分類號：TU551 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）17-0119-02

Abstract： At present， China's socialist market economy is developing rapidly， and the construction industry is also making continuous progress. In order to ensure the quality of construction to meet people's living needs， it is necessary to ensure that the quality of construction materials meets the construction engineering standards. In this paper， the combustion performance of building exterior wall thermal insulation materials was studied in depth， and the specific combustion performance of thermal insulation materials such as combustion calorific value and heat release were defined， so as to select appropriate thermal insulation materials to ensure the safety of construction projects.

Keywords： building exterior walls;thermal insulation materials;combustion performance

隨著我國建筑工程項目不斷增加，建筑工程質量的標準也在不斷提升。這就要求建筑外墻保溫材料的選擇必須嚴格按照建筑工程標準執行。因此，要依據建筑工程的實際施工情況及施工設計要求，對市場上的保溫材料進行嚴格篩選。為了進一步降低建筑能耗，外墻保溫材料獲得了大范圍推廣應用，然而，有些保溫材料的保溫性能較好，但卻存在易燃隱患。所以，必須對建筑外墻保溫材料的燃燒性能進行深入研究，掌握其火災危險性，進而降低保溫材料在火災中的助燃性。

1 建筑外墻保溫材料的主要種類

目前，建筑工程的安全性已經成為人們重點關注的問題，尤其較為關注引發火災的因素。我國對建筑外墻保溫材料的選擇具有極為嚴格的規定。工作人員要準確掌握保溫材料的火災危險性。保溫板在火災發生時燃燒所產生的有害氣體以及火焰會給消防員和逃生者帶來危險;對于使用聚苯板的建筑外墻，在發生火災時由于受熱變形、網格布折斷，致使外墻墻體層墜落，將對救援人員和逃生者造成生命威脅;保溫材料因受熱脫落、斷裂而加劇火勢蔓延;外墻起火后，將不利于消防設施的使用，更不利于逃生者向外逃生。因此，要掌握建筑外墻保溫材料對火災事故的重大影響，并依據建筑施工要求選擇合適的外墻保溫材料。建筑外墻保溫材料主要種類如下。

建筑施工中經常用到的外墻保溫材料主要為有機高分子材料及無機復合類材料[1-4]。有機高分子材料的優勢主要體現在結構強度、材料吸水率及材料密度等方面。具體來說，有機高分子材料內部結構制作成大面積的封閉微孔，這種空腔結構能有效降低保溫材料的密度進而降低火災發生時建筑外墻的整體熱導率。但是，由于有機高分子材料本身屬于易燃材料，在火災發生時，其燃燒放熱較大，并伴有大量濃煙，所以具有極強的引燃性。

無機復合類材料則具有不易燃且抗酸堿腐蝕強的特性，主要包括玻璃棉、巖棉等。這些材料的吸聲、隔熱、阻燃、保溫性能極好，但在環保方面還略有不足。這主要是因為部分材料質量不合格，一旦應用在建筑工程中，其釋放出來的氣體將嚴重威脅人們的身體健康。“泡沫玻璃也屬于無機復合類保溫材料，它是將大量碎玻璃、發泡促進劑及改性添加劑等進行細粉碎，然后再將它們均勻混合，經過高溫融化，最后發泡、退火煉制而成。”其制作過程簡單，且其導熱系數低，不霉變，使用壽命較長，在隔熱、防火上具有絕對優勢，并且可以在惡劣天氣、施工環境苛刻的情況下進行施工，在大型永久性工程中被用作隔熱保冷材料。

2 建筑外墻保溫材料燃燒性能概述

建筑外墻保溫材料的燃燒性能是指在燃燒時所產生的物理性和化學性變化，如燃燒時產生有害氣體，發生火災時產生保溫層斷裂、脫落等。在選擇建筑外墻保溫材料時，必須符合建筑標準，同時也要依據保溫材料的燃燒性能級別進行合理選擇。

我國建筑外墻保溫材料的燃燒性能等級主要分為A級、B1級、B2級、B3級。A級為不燃材料，屬于無機保溫材料，主要有巖棉板、泡沫玻璃等;B1級屬難燃性建筑材料，阻燃性能極好，主要包含特殊處理后的擠塑聚苯板和聚氨酯、酚醛等;B2級為可燃性建筑材料，具有一定的阻燃作用，主要有模塑聚苯板、聚乙烯等;B3級為易燃性建筑材料，極易燃燒，阻燃效果較差，火災危險性極大，主要用來降低熱損失，這類保溫材料以將導熱系數控制在0.14W/（m·K）以下的建筑材料為主。目前，我國對建筑外墻保溫材料的燃燒性能作出明確規定，必須保證建筑材料的燃燒性能在B2級以上，以此提升建筑工程的安全性，并降低火災事故的危害性。在建筑工程中，必須依據建筑外墻保溫材料的燃燒性能和建筑工程的實際建設需求選擇保溫材料。

3 建筑外墻保溫材料燃燒性能研究

3.1 試驗材料及實驗裝置

可以選取一部分酚醛板、擠塑板、阻燃擠塑板、硬泡聚氨酯、硅質聚苯板、阻燃聚氨酯保溫材料作為實驗研究材料。

在實驗中，可以采用燃燒熱值試驗裝置。該裝置主要是用來測量保溫材料的燃燒熱值。首先選取1kg的建筑材料將其完全燃燒，分析其釋放出的燃燒熱量，以判斷建筑外墻保溫材料的潛在火災荷載;另外，還可以采用建材制品單體燃燒試驗裝置進行保溫材料燃燒性能的試驗分析，首先在實驗裝置內將實驗材料燃燒，“然后在試驗材料燃燒的過程中對火焰在試驗樣品長翼上的橫向傳播、煙氣生成速率指數、燃燒增長率指數以及600s內的產煙率和熱釋放率等參數進行收集”。通過這兩種實驗裝置進行燃燒性能實驗，即可獲得建筑外墻保溫材料燃燒性能的重要參數指標，同時也能為保溫材料燃燒性能等級劃分提供精確的指標依據。

3.2 結論

通過對反復實驗，并對實驗結果進行多次對比分析，最終得出以下結論。

第一，這幾種保溫材料的燃燒性能值都極高，熱能釋放量也較高，所以火災危險系數也相對較高。經過對比實驗數據，發現阻燃劑并不會對燃燒熱值產生較大影響，因此，在保溫材料中添加阻燃劑并不會使保溫材料的燃燒性能產生本質上的改變。

第二，在對保溫材料進行建材制品單體燃燒實驗時，發現保溫材料的產煙量、燃點都極高，而且熱釋放量及燃燒指數增長較大。在對酚醛板進行建材單體燃燒實驗時，發現其燃燒性能較好，而產煙量及熱釋放量卻相對較小;而聚氨酯與酚醛板正好相反，其燃燒性能較差，產煙量、熱能釋放量卻極高。

第三，通過測試擠塑板的燃燒性能可知，擠塑板的熱能釋放速率比苯板低，而且擠塑板燃燒時產生的氣體毒性較低，其阻燃性也較好。

第四，從火焰的傳播速度和傳播高度來看，硅質聚苯板的火焰傳播速度和高度都相對較低，而且從燃燒的損耗上來看，硅質聚苯板的沒有發生碳化，只是出現少量收縮，其損耗程度最低。

第五，通過上述實驗可知，保溫材料的燃燒性對其自身的防火性能影響極大，日常所用的保溫材料使用時間長、極易老化，也容易燃燒，且燃燒時會產生較大煙霧，釋放的氣體毒性大。從燃燒火焰可以看出，保溫材料的火焰傳播較快，易燃材料的燃燒損耗較重。

4 結語

建筑外墻的保溫材料不僅要能對建筑起到保溫效果，也要能保證建筑的安全性。通過對部分保溫材料進行實驗研究，發現保溫材料的防火性能還有較大的提升空間。因此，要加強對保溫材料燃燒性能的研究，不斷研發新型保溫材料，并依據建筑需求選擇相應的保溫材料，進一步提升建筑的防火能力。

參考文獻：

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[4]趙志武.建筑外墻保溫材料性能特點及質量檢測[J].中國標準化，2017（2x）：10-11.