建筑外墙保温材料燃烧性能及防火对策初论

贾润新

摘 要：本文对几种在建筑外墙中常用的保温材料分析其燃烧性能，像燃烧热值等，以此为基础，提出对保温材料在使用过程中防火对策，提高建筑物的防火性能。

关键词：建筑外墙；保温材料；燃烧性能；防火对策

现在，建筑外墙的保温系统在国内建筑工程中正在被越来越多的应用，建筑外墙中的保温材料虽然降低了建筑物的能耗，但是也产生不少问题。火灾危险性对于保温材料来说是最重要和待解决问题。在外墙的保温系统中用的最多的保温材料是有机材料，但是这种保温材料很容易发生燃烧，采用这种材料的外墙在发生火灾时很容易引起火势蔓延，给整栋建筑埋下隐患。所以外墙所用有机保温材料其燃烧性能引起了国内不少学者的关注。现在外墙保温系统用的较多的保温材料包括酚醛板、阻燃性聚苯乙烯、阻燃性挤塑板、阻燃性聚氨酯材料和橡塑材料等。

1 实验所用装置、材料

试验选择对燃烧热值的试验装置与建材单体燃烧的实验装置对几种常用材料燃烧性能做出试验。建材热值的实验装置主要用来检测保温材料燃烧热值。燃烧热值指的是1千克材料经过完全燃烧所释放能量，是物质自身特性，和其使用状态或者尺寸形态没有关系，很多时候被用来评价材料潜在的火灾荷载。使用建材单体燃烧的试验装置能够得到试样燃烧时的长翼传播（LFS）、燃烧的增长率指数（FIGRA）、600秒钟热释放率（THP）、600秒内产烟率（SPR）、烟气产生的速率指数等。使用这两个装置能够得到反映所用建筑材料燃烧性能的参数，对建材燃烧性能进行分级时它们是较为重要的指标。

实验材料。选择酚醛板、阻燃性聚苯乙烯、阻燃性挤塑板、阻燃性聚氨酯材料和橡塑材料作为样品。把各组样品研成粉末状分成5组，用来检测其燃烧热值；把各组样品制作成长翼是1000毫米*1500毫米、短翼是500毫米*1500毫米各3组，在每一组试样到底边50毫米到100毫米部位划线标记，用来检测单体的燃烧性能。

2 实验结果和分析

通过对这几种保温材料的试验研究，探讨常用的建筑外墙材料燃烧性能。橡塑材料的热值低于20千千焦每千克，其它几种材料热值都高于20千千焦每千克，对这几种保温材料进行阻燃处理，比较它们在处理前后燃烧热值的变化，可以看到阻燃剂对热值的影响较小，通过阻燃处理之前和之后材料热值变化较小。所以添加阻燃剂无法从本质上改变材料燃烧性能。一般情况下对常见保温材料的燃烧性能做出测试，发现这几种材料都容易燃烧，它们的热释放量和产烟量都比较大。通过本实验我们能够得到，常见的几种保温材料中，酚醛板燃烧性能良好，在试验中放出热量与产烟量都比较小。但是聚氨酯材料燃烧性能相对比较差，其热释放量和产烟量都比较大。从试验中可以看到保温材料被阻燃处理后，单体燃烧的各个参数都发生一定程度减小，其单体燃烧性能获得一定提高。阻燃塑板材料的提高最显著。因为加入阻燃剂以后，塑板在试验中接触火焰后快速融化，和火焰没有发生直接接触，其燃烧现象主要是塑板滴落物燃烧。

根据国家有关规范中建筑材料在燃烧性能上的分级对保温材料的燃烧性能要求，这个试验中酚醛板、阻燃性聚苯乙烯、阻燃性挤塑板、橡塑材料都能达到B级或者C级要求，阻燃性聚氨酯材料达不到D级要求，在分级时可能会被分成E级或者F级，它的燃烧性能比较差。通过对酚醛板、阻燃性聚苯乙烯、阻燃性挤塑板、阻燃性聚氨酯材料和橡塑材料做燃烧热值与单体试验探讨几种常见建筑外墙所用保温材料燃烧性能，得出这两个结论：（1）建筑外墙所用保温材料它们的燃烧热值都比较高，燃烧时所放出热量也比较高，所以火灾危险性很大。加入阻燃剂无法改变材料燃烧热值，也不能在本质上改变材料燃烧特性。（2）建筑外墙中用得较多的保温材料都很容易燃烧，它们的热释放量和产烟量都比较大。阻燃处理措施能有效改善外墙所用保温材料的燃烧性能。

3 建筑外墙保温材料在使用过程中的防火对策

全国不少地区发生的火灾事故表明，外墙保温材料如果用的不合理，会对建筑物产生较大安全隐患。虽然国家有关标准对外墙所用材料阻燃性有要求，但是对外墙防火安全性却没有明确规定。所以，提出有效的预防或者解决措施是非常重要的。

国外对建筑外墙的防火安全性要求始终当成技术应用时最重要的条件，在欧美国家对不同外保温体系与保温材料都有相应的测试方法与分级标准，对各种防火等级保温体系的使用范围都做了较为明确的规定；德国法律中有规定22米以上建筑禁止选择有机保温材料，所以酚醛板外保温体系只能被用在22米以下建筑中，22米以上建筑物大多都选择饰面外保温体系；欧洲的有关规范中有规定对外保温在防火性能上测试要进行2次：一次是完整体系，一次只是保温材料。在我国，建筑外墙的外保温技术虽然被应用多年，现在使用的标准中对保温材料燃烧性能有规定，除此之外，没有对外保温体系燃烧性能和适用范围进行具体规定。

选择合适的保温材料。使用保温材料是为了提高建筑外墙外保温体系的防火性能，最好不要选择上述实验中的几种有机材料，尤其是用在高层建筑与公共建筑中时。要大力使用无机类型的保温材料，像石棉、膨胀微珠浆料与自保温体系等，石棉的价格较高，不一定适合大面积使用，现在技术还不成熟。所以膨胀微珠浆料的防火与经济性能较好，值得使用。

在建筑物结构或者构件方面使用防火分隔方法。如果无法使用防火无机材料，选择有机保温材料时，就要对建筑架构考虑措施，提升外保温体系在整体上的防火安全性。外保温体系在防火构造上的措施有3各方面：（1）无空腔构造措施，有机板和墙体之间或者与装饰层之间在有空腔时，这会在火灾时提供氧气，火灾中给烟提供通道，引起火灾迅速蔓延。所以，无空腔措施能够解决因为空腔产生的火灾危害。在对保温板施工中，不能用容易形成空腔点粘法，尽可能选择满粘法。（2）防火隔断措施，防火隔断就是外保温体系的防火隔离构造或者分仓构造，可以较好的防止火焰蔓延，避免外保温体系的墙面发生整体燃烧。防火隔断措施可以使用矿棉与玻化微珠浆料等材料，在垂直与水平两个方向都要设置。也能使用窗台或者伸缩缝，选择混凝土板来作为隔火带。防火隔断尺寸要结合建筑重要性与材料燃烧来选择，要做到外形和建筑内部效果相互协调。（3）防火保护层措施，保温层能够降低与消除火灾给材料带来的侵袭，水泥砂浆就能被用做保温层防火层，但是在火灾发生时，一般的水泥砂浆很容易发生开裂，降低了防护效果，所以要改善砂浆耐火性能；也能使用玻化微珠浆料与石棉这些材料来作为防火层。防火层越厚，防火效果就越好，应该根据试验与外保温防火要求来选择防火保护层种类与厚度。

4 总结

外墙外保温有不少火灾都发生在施工过程中，所以要对施工现场加强消防安全的管理工作，特别是在使用明火时要进行严格的消防管理。在现代的环保理念中，对外墙外保温进行放火时不能有遗漏，不能只重视防火放松对保温要求，不能只重视保温效果而轻视防火，更不能由于害怕火灾而拒绝节能。外墙防火问题有其综合性特点，不能单纯依靠保温材料来防止火灾。要早规范的制定、材料选择、建筑结构、施工组织和管理这些方面采取有效措施，保证外保温体系防火安全。

参考文献

[1] 周德海.民用建筑外墙保温材料防火对策[J].武警学院学报，2011， 27（4）：55-56.

[2] 楚军田，申连喜.外墙保温材料燃烧性能标准研究[J].建筑安全， 2012.