建筑外墙保温材料的防火设计研究

2014-04-07田映龙

山西建筑 2014年5期

田映龙

(长治市公安消防支队，山西长治 046000)

随着时代的发展、社会的进步，现代社会均大力提倡绿色、节能、低碳、环保的生活方式。在建筑节能领域，外墙保温材料的选择是一个重要方面。然而保温材料在产品性能和防火效果上往往不能同时兼顾，即保温性能好的外墙保温材料在防火效果上比较差，防火性能好的保温效果较差且价格较高。由于外墙保温与防火安全两者同等重要，缺一不可，所以选择合理的外墙保温材料以同时兼顾保温与防火两方面就显得至关重要［1］。

1 建筑外墙保温材料的类型及存在的问题

1.1 外墙系统保温材料的类型

建筑外墙保温材料根据材料种类不同，可以分成三大类:无机保温材料，有机无机复合型保温材料以及有机高分子保温材料。无机保温材料主要包括玻璃棉、岩棉、泡沫混凝土等材料。有机无机复合性保温材料多以胶粉聚苯颗粒保温浆为主要原料。有机高分子保温材料的组成结构多为聚氨酯硬泡材料和聚苯乙烯泡沫塑料［2，3］。

1.2 外墙保温材料当前存在的问题

虽然无机保温材料保温效果好，防火性能优异，但其生产工艺复杂，成本较高，产品对环境和人体可能会产生一定危害，因此在民用建筑领域应用较少。有机保温材料具有优异的保温效果且成本低廉、环境友好，已广泛应用于民用建筑，但防火安全性较差。对于普通民用建筑，特别是民用高层建筑外墙保温材料一旦发生火灾，火势容易形成竖向蔓延。2009年2月9日中央电视台火灾、2010年上海“11·15”特大火灾事故就是典型的例子。该类场所发生火灾后，建筑内消防设施无法使用，火灾向上蔓延极快，外部扑救难度大，极易造成群死群伤事故［1］。

2 建筑外墙保温材料的防火性能设计

2.1 合适的保温材料选择及其改进措施

1)聚苯乙烯泡沫板(EPS)。聚苯乙烯泡沫属于有机类保温材料，模塑后通过切割成不同厚度的板材作为建筑物的外墙保温材料使用，EPS聚苯板的导热系数一般不大于0.042 W/(m·K)，该材料具有优异的保温隔热性能、良好的防水性能及抗风压、抗冲击性能。但EPS聚苯板的防火性能较差，需要向其中引入阻燃剂以提高其防火性能，常用的阻燃方法有本体阻燃、卤素阻燃、磷系阻燃、无机阻燃、膨胀阻燃、粘土阻燃等。本体阻燃是指在聚苯乙烯分子链上引入具有阻燃效应的氮、磷、卤族元素，达到阻燃的效果，其他几种阻燃方法都属于添加型阻燃。2)泡沫混凝土。泡沫混凝土主要是由水泥、石灰等钙质材料与石英砂、粉煤灰、矿渣粉、页岩等硅质材料组成，并掺入合适的加气剂、外加剂等，经混合搅拌、浇筑成型而形成的一种多孔材料。导热系数为0.051 W/(m·K)～0.076 W/(m·K)。泡沫混凝土有现浇和预制品两种形式，发展初期以现浇泡沫混凝土为主，目前则以泡沫混凝土外墙保温板及其制品为主。泡沫混凝土材料在强度、防火、耐久性等方面与有机材料相比具有巨大优势，但在密度、绝热性等方面则有所不足，因此需要寻求进一步降低其密度和导热系数的方法，使之在外墙外保温体系中得以应用。许多泡沫混凝土研究者都在研制开发超低密度的泡沫混凝土，即密度低于200 kg/m3，甚至更低，以期在密度降低的同时导热系数也随之降低。3)胶粉聚苯颗粒保温材料。胶粉聚苯颗粒保温浆料以破碎的回收废聚苯乙烯颗粒为保温隔热主体材料，并能够使用一定量的粉煤灰，具有较大的社会效益。该材料导热系数低，保温隔热抗结露性能好、抗压强度高、粘结力强、附着力强、耐冻融、不易空鼓、开裂。本系统采用现场成型抹灰工艺，施工效率高，成型后整体性能好，避免了块材保温材料接缝易开裂的弊病，且在各种转角处无需裁板做处理，施工工艺简单。

2.2 建筑外墙保温材料的防火安全措施分析

1)加强监管，选用安全的保温材料。公安部在2010年上海特大火灾后于2011年下发文件要求从严执行《民用建筑外墙保温暂行管理规定》一律使用A级不燃外墙保温材料，2013年后消防部门虽然对该文件不作要求，但仍规定建设单位在有条件时使用A级外墙保温材料，无法满足条件时也必须符合《民用建筑外墙保温暂行管理规定》，并设置防火隔离带。2)构筑合适的防火技术措施。对于已经采用可燃性保温材料的建筑物:第一，设置防火隔断带。采用不燃性材料为保温层做水平和竖向分隔;第二，设置防火保护层，建筑物的外表层应用不燃性材料全面覆盖，可用水泥砂浆进行涂抹;第三，如建筑物外墙采用幕墙，必须用防火材料对幕墙与每层楼板、隔墙处的缝隙进行封堵［4］。