外墻保溫材料防火措施在建筑中的應用

姚俊超

外墻保溫是建筑工程的重要組成部分，可減少建筑內部熱量散失，提升建筑的節能環保性。目前，建筑外墻保溫材料日趨多樣化，而部分材料受多因素影響引發火災。建筑外墻保溫材料火災蔓延迅速，導致建筑立體式燃燒，并可產生大量有毒有害氣體，嚴重危及內部人員人身及財產安全，因此需采取防火措施，以降低火災發生率。

1 建筑外墻保溫材料的分類

建筑外墻保溫材料的主要作用包括裝飾、節能、隔熱以及保溫，其主要類型如下。

第一，有機保溫材料。擠塑聚苯乙烯泡沫、膨脹聚苯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫均為有機保溫材料，此類材料均為易燃材料，火災發生風險較高。第二，無機保溫材料。玻璃棉、巖棉、膨脹玻化微珠保溫砂漿等均為無機保溫材料，此類材料火災發生風險較低，施工難度偏大，可產生粉塵等物質，極易造成空氣污染，并可滋生細菌，嚴重威脅人體健康[1]。第三，復合保溫材料。膠粉聚苯顆粒保溫砂漿為典型的復合保溫材料，此類材料不易燃，燃燒后煙氣生成量及有毒氣體生成量較低，無滴落物，不易熔融，可提升建筑的防火安全性。

目前，建筑外墻保溫體系中，聚氨酯泡沫薄抹灰外保溫系統、膨脹聚苯乙烯泡沫板薄抹灰外保溫系統以及膠粉聚苯乙烯泡沫（Expanded Polystyrene，EPS）顆粒保溫漿料外保溫系統等應用廣泛，并取得良好的效果，其中膨脹聚苯乙烯泡沫板薄抹灰外保溫系統在我國節能建筑中的應用比例超過90%[2]。聚氨酯泡沫屬于性能優良的保溫隔熱材料，其導熱性能較低，保溫效果與混凝土、巖棉、膨脹聚苯乙烯泡沫等近似，質量好，但易燃、易老化，燃燒后生成的煙霧量較大，具有較強的毒性，且使用年限短、承重性能不佳。因此，需結合建筑實際情況合理選用各類外墻保溫材料。

2 建筑外墻保溫材料火災的危害性

建筑外墻保溫材料火災的危害性主要包括以下幾方面。第一，建筑外墻保溫材料發生火災后可產生大量有毒氣體，導致內部人員逃生難度增加。第二，建筑外墻保溫材料受熱后可產生熱熔及形變，導致部分建筑網格布折斷，使瓷磚脫落，對救援人員及逃生人員造成傷害。第三，發生火災后，建筑外墻保溫材料表面砂漿龜裂、脫落，導致火勢迅速蔓延，火災撲救難度顯著增加。第四，外墻著火后，室內設置的各類消防設施無法有效覆蓋建筑外墻，無法及時有效地控制火災[3]。

3 外墻保溫材料防火措施在建筑中的應用

3.1 準確評定建筑耐火等級與保溫材料燃燒性能等級

開展建筑外墻保溫材料防火過程中，需準確評定建筑的耐火等級及不同外墻保溫材料的燃燒性能等級，以確保建筑整體的消防安全。建筑耐火等級與建筑高度、建筑規模以及建筑使用性質等相關，如建筑火災發生風險偏高，發生火災后可導致大量人員傷亡，引發嚴重的經濟損失，需評估為高耐火等級。目前，我國建筑耐火等級共包括4 級，其中高層建筑及重點公共建筑耐火等級均不低于二級。

同時，在外墻保溫材料防火過程中，需準確評估其燃燒性能等級。外墻保溫材料燃燒性能等級評估過程中，需綜合考慮可燃性、不燃性、燃燒熱、發煙量及煙氣毒性等，通過試驗確定最終結果[5]。

在《建筑材料及制品燃燒性能分級》（GB 8624-2012）標準中，建筑外墻保溫材料燃燒性能主要包括7 個等級，其中A1 級、A2 級為不燃性建筑材料，可依據建筑防火要求選擇對應等級的外墻保溫材料。依據現行標準要求，一至三級耐火等級的建筑物非承重外墻需選擇不燃性外墻保溫材料，四級耐火等級建筑物非承重墻可采用難燃性外墻保溫材料，且需滿足消防安全要求。高層建筑及主要公共建筑物耐火等級均高于三級，需采用不燃性外墻保溫材料，有機外墻保溫材料無法滿足要求，因此需選擇無機保溫材料，提高建筑消防的安全性[6]。

3.2 合理選擇外墻保溫材料

目前，我國建筑外墻保溫材料多為有機材料，如發泡橡膠、聚氨酯、聚苯乙烯等，此類材料的耐熱性不佳，極易燃燒，燃燒后火勢迅速蔓延，并產生有毒煙氣。部分有機外墻保溫材料燃燒后可熔縮，并形成大量燃燒滴落物，導致瓷磚脫落等問題，進而引發二次傷害及二次火災，破壞建筑主體結構。高層建筑及公共建筑中應選用無機外墻保溫材料，如玻璃棉、巖棉、膨脹玻化微珠保溫漿等。玻璃棉與巖棉的價格偏高，相關技術尚不成熟，不適合大面積推廣。

膨脹玻化微珠保溫漿具有良好的防火性能，價格低廉，具有較高的推廣應用價值。另外，也可選用復合外墻保溫材料，如膠粉聚苯顆粒保溫裝飾板等，此類材料的防火性能優于有機外墻保溫材料，但在應用前需進行質量檢驗，檢測其內部有機材料的含量，確認檢驗結果符合標準后方可使用[7]。

3.3 合理設置防火構造

針對已使用可燃物質作為保溫層的建筑物，需采用不燃材料豎向及水平方向分隔保溫層，并在窗口、門洞、外墻轉角等開口區域周邊設置不燃材料用以分隔，避免火災大面積蔓延。建筑外墻需采用水泥砂漿等不燃材料覆蓋保溫層，以實現對火災的有效預防。若建筑外墻為幕墻，則需在每層樓板、隔墻與幕墻間的縫隙區域設置防火材料，以達到良好的封堵效果。若建筑采用聚苯板薄抹灰系統，則需設置擋火梁或防火隔離帶等具有良好防火性能的構造物，確保建筑消防安全。目前，廣泛應用的防火構造主要包括無空腔構造、防火隔斷、防火保護面層等，施工人員可結合實際情況合理選擇。

第一，無空腔構造。如果建筑基層墻體與有機保溫板間存在空腔，會導致火勢及煙氣迅速蔓延，因此可采用無空腔構造。保溫板施工過程中，需盡量避免采用點粘法，可采用滿粘法，且避免采用“保溫板+空氣間層+幕墻”的構造形式。

第二，防火隔斷。防火隔斷即防火分倉構造或防火隔離條帶構造，可有效控制火焰蔓延，避免外墻保溫系統整體燃燒。在設置防火隔斷的過程中，可采用玻化微珠保溫漿、礦棉等不燃材料，且需在水平方向與垂直方向設置防火隔斷，也可在伸縮縫、窗臺等區域設置混凝土板防火條帶，達到良好的防火效果。同時，施工人員需結合保溫材料的燃燒性能、建筑的重要性等確定防火隔斷的尺寸，使其與建筑內部的防火要求協調一致。

第三，防火保護面層。防火保護面層的主要作用是減少火災侵襲外墻保溫材料的總面積，確保建筑消防安全。常用的外墻保溫防火保護面層材料為水泥砂漿，但普通水泥砂漿在發生火災后易開裂，因此需選擇耐火性能良好的防護砂漿，如巖棉、玻化微珠保溫漿料等。施工人員應用防火保護面層材料前需進行試驗，確保其符合防火要求后才能使用，且在使用過程中需適當增加防火保護面層材料的厚度，以提高防火效果[8]。

3.4 加強施工現場監督管理

為避免施工因素導致的外墻保溫材料火災，需加強施工現場監督管理。建筑施工單位需依據消防安全條例及保溫工程施工相關規范要求制定完善的消防安全管理制度，并對施工各環節嚴格監督管理，以確保消防安全。具體開展施工現場監督管理過程中，需要把握以下要點。

第一，外墻保溫材料進場后應遠離火源，盡量避免露天存放，并在材料周邊采取有效的防火措施。第二，電焊施工過程中，需利用防火毯保護周邊區域，電焊等施工操作結束后方可鋪設外墻保溫材料。可燃外墻保溫材料表面需涂抹水泥砂漿等不燃材料，預防火災發生[9]。第三，施工人員不得在保溫材料表面實施熱粘結、熱熔等操作，避免材引發料燃燒。第四，施工現場需配備消防水池、消防水泵以及滅火器等設施，以確保火災得到及時有效的控制。第五，當施工現場動用明火作業時，施工管理部門需進行嚴格審批，安排專人負責現場管理，確認無爆炸及火災風險后方可施工。明火施工人員應嚴格落實消防安全管理制度，氣焊、電焊、電工均需持證上崗[10]。

3.5 制定外墻保溫材料防火規范

為確保建筑外墻保溫材料的消防安全，相關部門需制定完善的防火規范，要求建筑工程施工過程中重點考慮外墻保溫材料的防火安全性，明確外墻保溫材料的構造、燃燒性能、適用范圍等要求。現階段，我國尚無完善的外墻保溫材料防火規范，相關規定僅對外墻保溫材料的燃燒性能作出要求，為此需加快立法進度，借鑒發達國家經驗，不斷完善相關法律法規，以確保建筑外墻保溫材料的消防安全，促進我國建筑行業的穩定健康發展[11]。

3.6 加強消防安全管理

建筑施工單位需提高對消防安全管理的重視程度，定期組織開展消防安全檢查，及時處理施工現場外墻保溫材料亂堆亂放、用電用水不規范等問題。同時，施工單位需制定完善的消防安全管理制度，明確消防安全負責人，制定外墻保溫材料火災應急處置機制，明確用電用火操作規范，并設置消防安全警示標志。另外，施工單位需定期對施工人員進行消防安全培訓教育，安排專業人員講解消防安全知識，使其充分認識外墻保溫材料火災的危害性，了解用火用電知識，有效避免外墻保溫材料火災事故。

消防部門需加強消防安全管理，定期深入施工現場進行消防安全監督檢查，重點檢查施工人員生活區、外墻保溫材料存放區域、明火作業區以及易燃物品堆放區的消防安全情況，并檢查臨時用電區域是否配備防觸電、防水、防火設施，檢查施工現場消防設施配備與使用情況以及外墻保溫材料安全網防火措施等，及時指出外墻保溫材料消防安全管理中存在的問題，并要求施工單位限期整改。若施工單位消防安全管理不到位，消防安全隱患整改不到位，則需采取相應的處罰措施，以確保消防安全。

4 建筑外墻保溫材料防火措施實例分析

4.1 工程概況

某住宅小區總建筑面積12 萬m2，可容納約800 戶住戶，綠化率為40%，容積率為1.98，小區建筑為小高層、多層，戶型包括躍層、錯層、平層等。該小區1號樓地下1 層，地上18 層，填充墻為砌塊墻，外墻保溫材料為硬泡聚氨酯。該材料的主要特點是保溫效果良好，重量輕，厚度小，無需采用掛件固定。

4.2 外墻保溫材料燃燒性能分析

該工程使用的外墻保溫材料包括硬泡聚氨酯、界面砂漿、聚合物砂漿、界面處理劑、耐堿玻纖網格布、抗裂砂漿、石英砂以及水泥砂漿，其中硬泡聚氨酯的保溫隔熱性能良好，重量較輕，防水性能良好，施工操作簡便。該工程中采用的硬泡聚氨酯生產過程中運用阻燃技術，材料離開火源后2 s 內可自熄，表面產生碳化，無熔滴，阻燃效果良好。

經過試驗測試證實，硬泡聚氨酯受熱后表面可產生保護層，可以有效阻斷熱傳導，使材料燃燒與降解速度顯著降低，并可實現良好的抑煙效果。另外，該工程施工過程中采用現場噴涂硬泡聚氨酯工藝，可降低孔隙率，有助于降低火災發生率。

4.3 建筑外墻保溫材料防火措施

硬泡聚氨酯主要由聚合物砂漿保護層和現噴發泡聚氨酯組成，二者可形成無空腔的保溫層結構，達到良好的保溫、防水、抗裂效果。施工過程中，施工人員需優先檢驗基層墻體質量與平整度，確認符合標準要求后在施工現場設置保護措施，噴涂硬泡聚氨酯保溫漿料。

完成上述施工操作后需驗收保溫層，涂抹聚合物砂漿，抹壓網格布，然后驗收聚合物防護層，確認質量符合標準要求后刮耐水膩子，再進行面層裝飾層施工及質量驗收。施工過程中，施工單位應加強施工現場消防安全管理，設置消防安全警示標識，嚴格審批施工現場的明火使用，規范用電管理，而且電焊施工區域應遠離外墻保溫材料，以避免火災的發生。

5 結語

建筑外墻保溫材料燃燒后火勢蔓延迅速，可產生大量有毒有害氣體，撲救難度較大，對建筑內部人員生命安全構成嚴重威脅。因此，需準確評定建筑耐火等級及保溫材料燃燒性能等級，合理選擇外墻保溫材料，合理設置防火構造物，提升建筑外墻保溫材料防火性能，加強施工現場管理及消防安全管理，實現對火災的有效預防。