外墻外保溫防火技術現狀分析

溫領

北京六建集團有限責任公司 北京 100089

引言

高層建筑指的是高度在27m以上的住宅建筑以及高度在24m以上的非單層廠房、倉庫與其他民用建筑。高層建筑的產生與發展，為解決用地資源緊張與基建項目不斷增多之間的矛盾做出了突出貢獻。現代建筑行業中，外墻保溫系統已經成為高層建筑中必不可少的重要組成部分。出于安全性的考慮，高層建筑外墻保溫系統不僅要具備良好的保溫隔熱性能，還要具備一定的防火性能，以有效預防和控制火災的危害，保障建筑及人員安全。

1 建筑外墻外保溫材料行業的現狀

通常情況下，建筑物墻體保溫主要含有兩類，分別為外墻外保溫及外墻內保溫。伴隨我國不斷推廣節能減排工作，外墻外保溫技術在建筑行業工程過程當中得到普及。和外墻內保溫箱對比，外墻外保溫有著眾多外墻內保溫所沒有的優勢。第一，外墻外保溫能夠更好地對建筑物主體結構進行保護，有助于增加建筑物使用的周期。在應用外墻外保溫的過程中，保溫層位于外墻的外面，能夠更好地對由于溫度變化而造成結果變形出現的應力進行緩沖。除此之外，這還能夠預防凍融循環給建筑物結構帶來的破壞，降低空氣內有害氣體給建筑物主體帶來的侵害。第二，根據外墻外保溫材料方面的設計，當存在不穩定熱作用的情況下，保溫材料能夠對熱量進行吸收或放出。這樣將有助于讓室內溫度保持平衡。不僅如此，保溫材料能夠讓墻體潮濕狀況大大改善。在對室內使用面積不進行占用的同時大大改善室內熱環境的質量。最近幾年時間里，伴隨我國越來越重視建筑節能減排工作，圍墻外保溫材料得到了不斷發展，出現了眾多外墻保溫系統，例如：EPS、保溫裝飾一體化等等[1]。

2 高層建筑火災特點

高層建筑一旦出現火災問題會給人們帶來重大的危害，其中火災發生的特點主要集中在以下幾個方面：第一，火災蔓延速度較快，對高層建筑工程項目而言，其中的管道井、電梯井、樓梯間以及封道等豎向井道相對較多，若是沒有切實做好防火分隔工作，一旦出現火災就會沿著通道迅速蔓延，燃燒猛烈。根據相關測定顯示，火災燃燒猛烈的情況下，煙氣擴散速度可以超過每秒3m。第二，一旦出現高層建筑工程項目火災問題，要疏散起來相對較為困難，這主要是由于高層建筑工程項目中人口數量偏多，并且垂直距離較大，再加之火災環境下大部分人員具有恐慌心理，安全疏散成為一個比較棘手的問題。層數越高，所容納的人員也較多，所以要疏散的人員時間也比較長。一般從高樓走出基本上都要耗費十幾分鐘。第三，撲救難度比較大。如今，工程項目已經超出了10m，甚至有的高層建筑工程項目已經達到了上百米。一旦出現火災問題之后，想要從室外進行火災撲救相當困難。對于某些較為發達的地區，雖然消防部門已經購置了比較多的登高消防車，還是由于高度過高，無法滿足安全撲救的要求。比如，武漢市從芬蘭引進了72m的云梯。大部分經濟水平較發達的城市消防云梯一般都是50～60m之間，所以，如果18層以上的火災，想要進行撲救本身就比較困難，還要依賴建筑內部人員自救或者是利用消防設施進行滅火撲救。根據國內外的一些經典火災案例進行分析研究可以得出，高層工程項目當中，火災的特點主要集中體現在極易向上蔓延、煙囪效應強以及蔓延過于迅速等，基本上是幾層同時進行燃燒，形成立體火災，存在著較大煙氣危害，對廣大人民群眾的生命安全造成重大威脅，所以需要相關的工作人員能夠對煙氣和火勢蔓延進行嚴格的控制，只有這樣才能避免產生重大傷亡。外墻外保溫技術可以有效控制煙氣蔓延，還可以控制火災，是目前值得深入思考的一個話題[2]。

3 影響高層建筑外墻外保溫系統防火性能的因素

3.1 保溫材料

保溫材料的性能直接影響外墻保溫系統的防火性能。如果絕緣材料易燃，則會增加火災風險。如果絕緣材料不可燃，則可有效防止火災。在我國，外墻保溫體系是高層建筑中最常見的外墻保溫體系。在外墻保溫系統中，常用硬質泡沫聚氨酯、XPS、EPS等保溫材料。這些材料為易燃材料，很容易導致外墻保溫系統發生火災。隨著高層建筑的發展，相關規范和標準不斷完善，特別是對節能環保的要求越來越嚴格。為了降低暖通空調系統的能耗，外墻保溫系統得到了越來越多的應用，而這些可燃保溫材料將在未來得到更多的應用。鑒于此，我們必須更加重視外墻保溫系統的防火。

3.2 防火措施

建筑防火設計的主要目標是盡可能避免火災事故，將火災事故的危害控制在最小范圍內，將火災蔓延面積控制在最小范圍內。對于外墻保溫系統的防火，應借鑒建筑防火分區的方法，將整個外墻保溫系統劃分為若干防火分區，以有效控制火災蔓延。以外墻保溫系統為例，目前我國的外墻保溫系統是包裹在外墻上，在層與層之間穿過防火分區，形成連續的可燃保溫層。一旦發生火災事故，它會迅速蔓延，并會左右上下蔓延，甚至形成三維火災。雖然我國《民用建筑外墻保溫系統及外墻裝飾防火暫行規定》提出設置防火隔離帶，但在實踐過程中，該規定的實施情況不容樂觀，埋下了許多安全隱患。

3.3 施工風險

通過對高層建筑外墻保溫系統火災事故的調查分析，發現80%以上的火災發生在施工過程中。這些火災事故的主要原因是現場施工過程中存在諸多風險，主要有四點：一是施工現場沒有有效的消防安全管理，沒有設置專門的保溫材料堆放場地，材料露天堆放，或直接堆放在保溫工程周圍，未采取防火措施，未設置消防安全標志；二是消防器材配置不完善，未設置消防車道；三是，由于外墻保溫系統的施工是一項復雜的作業，施工中經常發生動火作業和立體交叉作業。焊渣飛濺和明火會導致可燃保溫材料燃燒起火；四是建筑用保溫材料質量差，阻燃性能不達標，還可能發生火災事故[3]。

4 提高外墻外保溫系統防火性能的措施

4.1 建筑材料技術方面的建議

第一，在材料上進行改變，選擇無機材料替代過去有機保溫材料。為了更好地避免外墻保溫系統出現火災事故，我國制定了有關規范，并出臺《建筑外保溫系統和外墻裝飾防火暫行規定》。在制定方面制定鼓勵應用不燃的無機材料來對以往易燃有機材料進行替代。第二，有效應用新技術，開發新的產品，應用低煙、低毒的保溫材料。例如：聚氨酯類的泡沫，其燃燒之后低毒和低煙，可以更好地對建筑物進行保護。另外，低熱釋放和高炭化程度可以阻止火焰和熱量的傳布，控制火勢的蔓延。第三，在應用有機保溫材料的時候能夠使用防火隔離帶技術。防火隔離帶指的是在建筑層和層間進行防火隔斷。通常情況下，應用不燃保溫材料，系統任何材料間將不存在空隙，其有著一定寬度。當室內出現火災的情況下，可以避免火勢從窗口的部位對外墻保溫系統進行引燃，造成火災的蔓延。

4.2 合理選擇構造型式

我國國土面積遼闊，高層建筑所在地區不同，對外墻保溫隔熱性能的要求也有一定的差異。針對外墻保溫系統，應根據建筑實際情況進行合理選擇。例如，可將外墻內保溫系統或者是外墻外保溫系統與外墻夾芯保溫系統結合起來，以減少外墻內保溫系統和外墻外保溫系統中保溫材料的厚度，減少火災風險。

4.3 加強施工安全管理

建筑外墻保溫系統施工中，應在施工現場切實做好安全管理。結合建筑外墻保溫系統的特點及施工情況，開展安全培訓，宣傳消防知識，加大防火巡查力度和消防安全檢查力度，減少施工現場發生的火災，具體可從幾個方面入手：一是檢查保溫材料，為提高外墻保溫系統的防火性能，必須確保保溫材料的質量達標，不合格材料嚴禁投入使用；二是外墻保溫系統施工中，必須嚴格按照設計要求，分區段進行，嚴格控制各區段之間的防火間距；三是保溫材料未涂抹防護層的情況下，裸露施工高度不可超過3個樓層，且要及時覆蓋，以控制保溫材料的裸露時間和面積；四是特殊工種，如電工、氣焊以及電焊等必須持證上崗；五是施工現場需配備充足的消防設備；六是動用明火必須嚴格遵循用火管理制度辦理相應手續，動火前清理干凈現場及周圍的可燃物，并要安排專門人員進行監管，動火后檢查現場，確保無火災隱患遺留[4]。

4.4 消防處的建議

第一，提高對保溫材料的認識。消防部門應提高對相關保溫材料的認識，加強對相關建筑物的管理。利用電視、報紙等媒體大力宣傳，提高公眾對材料的科學意識，有效防范。第二，更新消防部隊的裝備。目前，高層建筑越來越多，但消防部門的消防設施相對落后。第三，加強施工現場管理。在確保外保溫材料符合防火性能標準的基礎上，進行全面保護。另外，加強施工人員的防火意識，在每個施工現場配備一定的火源，以更好地避免火災。

5 案例分析

以重慶某個知名案例分析，在本案中，存在法律糾紛，主要是建筑外墻外保溫材料開裂。居民向建筑商報告，外墻開裂影響了外觀，建筑商需要賠償。后來，建筑商認為他自己的設計沒有問題，但是材料沒有通過海關，所以他找到了材料方并要求他們賠償。事實上，在這種情況下，主要原因是當時用于外墻外保溫和防火的材料并不成熟和完善。因此，在今后的工作中，尤其是在高層建筑中，外墻外保溫系統的安全性和可靠性應引起高度重視。法國對消防系統有不同的安全標準。例如，出于安全原因，法國規定高度超過20m的建筑物不得使用可燃材料。因此，法國高度小于20m的建筑物一般采用聚苯板，而高度大于20m的建筑物采用石棉外保溫材料。此外，在特殊情況下，對防火材料進行二次處理，有效保證防火材料的合理性和科學性。由于我國對外墻外防火材料缺乏高度重視，一些不符合規定的材料往往被用于方便或降低成本，在很大程度上存在安全隱患，需要相關部門高度重視。

首先，要合理、科學地選擇保溫系統材料，盡量選擇抗壓能力強的材料，如老化7周以上的EPS板或環保性能強的材料。只有這樣，才能盡可能避免建筑工程中溫差應力和局部收縮不平衡的情況，也才能在很大程度上有效避免建筑裂縫問題，有效保證良好的環境，提高建筑工程的舒適性。在選擇飾面材料時，應盡量避免使用易開裂的無機涂料、易風化的陶瓷或氣密材料，并有效保證飾面材料選擇的合理性和科學性。其次，妥善解決外墻外防火問題。在解決這一問題的過程中，要求有關人員端正態度，虛心學習其他發達國家的先進經驗。通過政府力量推廣外墻外保溫和消防系統的相關標準，設置防火隔離帶，合理科學設置消火栓。此外，還要高度重視防火材料的合理性和科學性，進一步提高相關人員對防火體系的重視程度。只有這樣，才能保證整個建設項目的安全可靠，提高建設項目的經濟效益、社會效益和環境效益[5]。

6 結束語

保溫材料、防護措施以及施工風險等是影響高層建筑外墻保溫系統防火性能的主要因素。為提高外墻保溫系統的防火性能，應合理選擇保溫材料和構造型式，加強施工安全管理，從而有效預防火災事故，維護建筑及人員安全。