建筑外墻外保溫防火淺析

顧正軍

(南京工業大學、中安建集團，南京 210000)

1 前言

隨著經濟的不斷發展，農村人口日趨城市化，人們對住房、辦公、生產和公用配套用房的品質要求不斷提高，住宅、公建、廠房等建筑開發量不斷加大。《中華人民共和國節約能源法》第三章中，對建筑節能明確了相關規定，對建筑外墻保溫中的新型墻體材料等節能建筑材料做出明確要求，建筑大量應用外墻保溫材料。建筑外保溫被廣泛應用，外保溫系統消防安全問題也顯得尤為突出。由于保溫材料燃燒性能達不到相關要求、保溫層與墻體之間留有空腔、未設置防火隔離、部分無保護層裸露安裝、施工違章動火及施工管理不到位等，從而導致保溫材料火災事故不斷發生。2010年11月15日，上海靜安膠州路一高層住宅發生特大火災事故，事故造成58人死亡，火災原因為現場違章動火引燃外保溫材料。通過火災案例可以發現深入研究和加強外保溫防火，尤其是對材料燃燒性能及其系統設置的研究，對于建筑火災預防尤為關鍵。筆者現結合工程實踐，對建筑外墻外保溫系統設置及相關材料的防火進行進一步的探討。

2 建筑保溫的分類

目前建筑外墻保溫主要分外墻自保溫、外墻內保溫、外墻外保溫[2]。(1)外墻自保溫是指采用節能型材料、砂漿，形成一定的建筑構造，使其熱工性能等符合相關技術標準的保溫方式。(2)外墻內保溫，是指在外墻內的室內部分設置保溫層。其優點為施工速度快。其缺點，一是保溫層減少了室內使用面積；二是室內墻體保溫材料上設置的物品容易破壞保溫材料的結構；三是存在局部溫差過大，導致產生結露和墻體發霉；四是內外墻溫差、熱脹冷縮會導致保溫層開裂。(3)外墻外保溫由保溫層、抹面層、膠粘劑及錨固件等固定材料和飾面層構成，并固定在外墻外表面的非承重保溫構造。其優點。一是能夠保護主體結構；二是可以增加室內實際使用面積；三是克服內保溫結構存在的溫差和裂縫問題。目前外墻外保溫材料在實際工程應用中使用最為廣泛，筆者將著重對外墻外保溫防火方面的問題進行相關探討。

3 建筑外墻外保溫材料的分類

建筑外墻外保溫材料主要分有機外保溫材料、有機無機復合外保溫材料、無機外保溫材料[1～3]。

3.1 有機外保溫材料

EPS板通常稱模塑聚苯板，為一種閉孔結構的聚苯乙烯泡沫塑料板材。

XPS板通常稱擠塑聚苯板，以聚苯乙烯樹脂添加少量添加劑并熱塑成型的具有閉孔結構的硬質泡沫塑料板。

PU板通常稱硬泡聚氨酯板，以硬泡聚氨酯為芯材、兩面覆以防護面層的板材。

EPS鋼絲網架板由EPS板內插腹絲，外側焊接鋼絲網構成。

3.2 有機無機復合外保溫材料

膠粉EPS顆粒保溫漿料。由膠粉和EPS顆粒組成的保溫灰漿。

HX隔離式防火保溫材料[3]是以EPS(或XPS)板為保溫層，將防火劑、無機保溫材料等嵌入板內，在板兩面采用聚合物界面砂漿的防火保溫材料。

3.3 無機外保溫材料

巖棉板是以天然火成巖等為主要原料，以熱固型樹脂為粘結劑，高溫熔融后形成的板材。

玻璃棉板是將玻璃熔融纖維化，添加粘結劑固化加工而成。

發泡陶瓷保溫板是由陶瓷材料高溫焙燒、發泡而形成。

復合水泥發泡保溫板是以水泥、硅灰、粉煤灰等為主要材料，經發泡等工藝制成。

加氣混凝土板是以輕質材料、硅質材料和發氣劑等為原料，經壓蒸而成。

4 建筑外保溫防火要求

《建筑設計防火規范》GB50016-2014(2018年版)第6章第7節規定了建筑外墻外保溫材料的燃燒性能相關要求[4]。

4.1 燃燒性能A級場所

(1)設置有人員密集場所的建筑因考慮到人員相對密集，火災易造成人員群死群傷，因此對于此類場所外墻外保溫材料應采用A級材料。

(2)對于無空腔(保溫材料與墻體之間無空腔)超高層住宅，建筑高度大于100m的住宅，考慮到建筑高度較高，滅火和應急救援困難，因此要求此類場所外墻外保溫材料應采用A級材料。

(3)對于無空腔建筑高度大于50m的其他建筑，考慮到高度50m為登高作業救援車輛的一般可達高度，但是限于各地相關車輛價值較高且配置較少，滅火和應急救援不易，此類場所外保溫材料有必要采用A級材。

(4)對于建筑高度H>24m的有空腔(保溫材料與墻體之間有空腔)建筑，當保溫材料與墻體之間有空腔時，保溫材料如果發生火災因空腔中空氣助燃極易導致火災迅速和大量蔓延，這類場所需嚴格控制。

(5)是老年人照料設施中考慮到老年人疏散不便，一旦發生火災極易造成人員傷亡，因此對外保溫材料做了嚴格要求。但是需明確的是其床位總數或可容納老年人總數不低于20，同時對于組合建造建筑、總建筑面積大于500m2的老年人照料設施的建筑外保溫材料才須采用A級材料。

4.2 燃燒性能不低于B1級的場所是27m

4.3 燃燒性能不低于B2級的場所是H≤27m無空腔住宅、H≤24m其他無空腔建筑。

5 工藝與構造防火措施

外保溫系統的防火安全性能是以可燃材料為前提，對可燃保溫材料進行必要的構造處理，適當調整施工工藝，可有效減少保溫工程中的火災隱患。解決外保溫防火的措施。

5.1 逐步淘汰有機材料，在目前大量使用有機保溫材料的情況下，研究保溫材料的阻燃性能是解決保溫材料防火安全性能的根本解決方案之一。要提高EPS板、XPS板的阻燃性能，在聚苯乙烯樹脂中加入無機阻燃劑是一種有效的解決辦法。

5.2 保溫層采用無空腔設計增加平整度減少空腔[5]。火災發生時，墻體和保溫材料之間存在空腔和空氣，空氣的存在直接助燃保溫材料的燃燒，一旦保溫層發生火災，極易導致并加速火災的蔓延，因此，工程中盡量采用無空腔保溫材料[6]。

5.3 增加易燃可燃材料的不燃保護層厚度。當無空腔保溫材料為非A級材料時，保溫材料兩側的墻體應采用厚度不小于50mm的不燃材料。

5.4 設置水平防火隔離帶。在有空腔保溫系統中，為了防止火災在空腔中的上下蔓延，每層須設置A級水平防火隔離帶進行上下隔離，同時隔離帶的高度不小于300mm。

5.5 設置立體防火隔離帶。當外墻設置B1，B2級外保溫材料并且屋面設置B1，B2級外保溫材料或防水材料時，為了防止外墻火災與屋面之間的相互蔓延，應在外墻至屋面之間設置不燃燒體的立體防火隔離帶。

5.6 有保溫層墻體洞口的處理。洞口門窗及其周圍的保溫材料均應采用A級材料，保溫材料應達到一定寬度，洞口的上方設置防火挑檐，防止上下層火災的蔓延。

5.7 加強首層及二層的保溫材料。一般情況下，建筑首層和二層較易接觸到火災，且一旦底部保溫層發生火災，向上蔓延的速度最快，因此對于首層和二層等底部的外保溫材料應予以加強，建議設置A級材料。

5.8 控制可燃、難燃材料的火災毒性。火災亡人數中80%均緣于窒息和火災煙氣毒性，因此對于工程中使用到B1，B2級外保溫材料的，其測試指標要包含毒性測試，嚴格控制煙氣毒性大的B1，B2級外保溫材料的使用。

6 結 語

隨著建筑外保溫材料的廣泛運用，當外墻外保溫材料采用非A級材料時，其建筑的火災荷載和火災危險性不斷提升，通過火災案例也不難發現建筑外保溫的防火對于建筑防火設計尤為重要。隨著社會和技術的不斷發展，外墻外保溫也向節能、高效、不燃方向不斷提升，我們可以通過提高外保溫材料的燃燒性能等級及火災毒性、采取無空腔的結構形式、增加外保溫材料的不燃保護層厚度、設置水平和立體防火隔離帶、對洞口進行處理、強化建筑底部保溫材料要求等方法，切實提高建筑物外墻外保溫系統抗御火災的能力。