建筑外墙保温材料燃烧性能研究

赵树民 雷军 陈丽芳

摘 要：当前，我国社会主义市场经济发展迅速，建筑行业也在不断进步。为了确保建筑质量满足人们的生活需求，必须保证施工材料质量符合建筑工程标准。本文对建筑外墙保温材料的燃烧性能进行深入研究，明确保温材料的燃烧热值、热释放量等具体燃烧性能，以选择合适的保温材料，确保建筑工程建设的安全性。

关键词：建筑外墙;保温材料;燃烧性能

中图分类号：TU551 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2019）17-0119-02

Abstract： At present， China's socialist market economy is developing rapidly， and the construction industry is also making continuous progress. In order to ensure the quality of construction to meet people's living needs， it is necessary to ensure that the quality of construction materials meets the construction engineering standards. In this paper， the combustion performance of building exterior wall thermal insulation materials was studied in depth， and the specific combustion performance of thermal insulation materials such as combustion calorific value and heat release were defined， so as to select appropriate thermal insulation materials to ensure the safety of construction projects.

Keywords： building exterior walls;thermal insulation materials;combustion performance

随着我国建筑工程项目不断增加，建筑工程质量的标准也在不断提升。这就要求建筑外墙保温材料的选择必须严格按照建筑工程标准执行。因此，要依据建筑工程的实际施工情况及施工设计要求，对市场上的保温材料进行严格筛选。为了进一步降低建筑能耗，外墙保温材料获得了大范围推广应用，然而，有些保温材料的保温性能较好，但却存在易燃隐患。所以，必须对建筑外墙保温材料的燃烧性能进行深入研究，掌握其火灾危险性，进而降低保温材料在火灾中的助燃性。

1 建筑外墙保温材料的主要种类

目前，建筑工程的安全性已经成为人们重点关注的问题，尤其较为关注引发火灾的因素。我国对建筑外墙保温材料的选择具有极为严格的规定。工作人员要准确掌握保温材料的火灾危险性。保温板在火灾发生时燃烧所产生的有害气体以及火焰会给消防员和逃生者带来危险;对于使用聚苯板的建筑外墙，在发生火灾时由于受热变形、网格布折断，致使外墙墙体层坠落，将对救援人员和逃生者造成生命威胁;保温材料因受热脱落、断裂而加剧火势蔓延;外墙起火后，将不利于消防设施的使用，更不利于逃生者向外逃生。因此，要掌握建筑外墙保温材料对火灾事故的重大影响，并依据建筑施工要求选择合适的外墙保温材料。建筑外墙保温材料主要种类如下。

建筑施工中经常用到的外墙保温材料主要为有机高分子材料及无机复合类材料[1-4]。有机高分子材料的优势主要体现在结构强度、材料吸水率及材料密度等方面。具体来说，有机高分子材料内部结构制作成大面积的封闭微孔，这种空腔结构能有效降低保温材料的密度进而降低火灾发生时建筑外墙的整体热导率。但是，由于有机高分子材料本身属于易燃材料，在火灾发生时，其燃烧放热较大，并伴有大量浓烟，所以具有极强的引燃性。

无机复合类材料则具有不易燃且抗酸碱腐蚀强的特性，主要包括玻璃棉、巖棉等。这些材料的吸声、隔热、阻燃、保温性能极好，但在环保方面还略有不足。这主要是因为部分材料质量不合格，一旦应用在建筑工程中，其释放出来的气体将严重威胁人们的身体健康。“泡沫玻璃也属于无机复合类保温材料，它是将大量碎玻璃、发泡促进剂及改性添加剂等进行细粉碎，然后再将它们均匀混合，经过高温融化，最后发泡、退火炼制而成。”其制作过程简单，且其导热系数低，不霉变，使用寿命较长，在隔热、防火上具有绝对优势，并且可以在恶劣天气、施工环境苛刻的情况下进行施工，在大型永久性工程中被用作隔热保冷材料。

2 建筑外墙保温材料燃烧性能概述

建筑外墙保温材料的燃烧性能是指在燃烧时所产生的物理性和化学性变化，如燃烧时产生有害气体，发生火灾时产生保温层断裂、脱落等。在选择建筑外墙保温材料时，必须符合建筑标准，同时也要依据保温材料的燃烧性能级别进行合理选择。

我国建筑外墙保温材料的燃烧性能等级主要分为A级、B1级、B2级、B3级。A级为不燃材料，属于无机保温材料，主要有岩棉板、泡沫玻璃等;B1级属难燃性建筑材料，阻燃性能极好，主要包含特殊处理后的挤塑聚苯板和聚氨酯、酚醛等;B2级为可燃性建筑材料，具有一定的阻燃作用，主要有模塑聚苯板、聚乙烯等;B3级为易燃性建筑材料，极易燃烧，阻燃效果较差，火灾危险性极大，主要用来降低热损失，这类保温材料以将导热系数控制在0.14W/（m·K）以下的建筑材料为主。目前，我国对建筑外墙保温材料的燃烧性能作出明确规定，必须保证建筑材料的燃烧性能在B2级以上，以此提升建筑工程的安全性，并降低火灾事故的危害性。在建筑工程中，必须依据建筑外墙保温材料的燃烧性能和建筑工程的实际建设需求选择保温材料。

3 建筑外墙保温材料燃烧性能研究

3.1 试验材料及实验装置

可以选取一部分酚醛板、挤塑板、阻燃挤塑板、硬泡聚氨酯、硅质聚苯板、阻燃聚氨酯保温材料作为实验研究材料。

在实验中，可以采用燃烧热值试验装置。该装置主要是用来测量保温材料的燃烧热值。首先選取1kg的建筑材料将其完全燃烧，分析其释放出的燃烧热量，以判断建筑外墙保温材料的潜在火灾荷载;另外，还可以采用建材制品单体燃烧试验装置进行保温材料燃烧性能的试验分析，首先在实验装置内将实验材料燃烧，“然后在试验材料燃烧的过程中对火焰在试验样品长翼上的横向传播、烟气生成速率指数、燃烧增长率指数以及600s内的产烟率和热释放率等参数进行收集”。通过这两种实验装置进行燃烧性能实验，即可获得建筑外墙保温材料燃烧性能的重要参数指标，同时也能为保温材料燃烧性能等级划分提供精确的指标依据。

3.2 结论

通过对反复实验，并对实验结果进行多次对比分析，最终得出以下结论。

第一，这几种保温材料的燃烧性能值都极高，热能释放量也较高，所以火灾危险系数也相对较高。经过对比实验数据，发现阻燃剂并不会对燃烧热值产生较大影响，因此，在保温材料中添加阻燃剂并不会使保温材料的燃烧性能产生本质上的改变。

第二，在对保温材料进行建材制品单体燃烧实验时，发现保温材料的产烟量、燃点都极高，而且热释放量及燃烧指数增长较大。在对酚醛板进行建材单体燃烧实验时，发现其燃烧性能较好，而产烟量及热释放量却相对较小;而聚氨酯与酚醛板正好相反，其燃烧性能较差，产烟量、热能释放量却极高。

第三，通过测试挤塑板的燃烧性能可知，挤塑板的热能释放速率比苯板低，而且挤塑板燃烧时产生的气体毒性较低，其阻燃性也较好。

第四，从火焰的传播速度和传播高度来看，硅质聚苯板的火焰传播速度和高度都相对较低，而且从燃烧的损耗上来看，硅质聚苯板的没有发生碳化，只是出现少量收缩，其损耗程度最低。

第五，通过上述实验可知，保温材料的燃烧性对其自身的防火性能影响极大，日常所用的保温材料使用时间长、极易老化，也容易燃烧，且燃烧时会产生较大烟雾，释放的气体毒性大。从燃烧火焰可以看出，保温材料的火焰传播较快，易燃材料的燃烧损耗较重。

4 结语

建筑外墙的保温材料不仅要能对建筑起到保温效果，也要能保证建筑的安全性。通过对部分保温材料进行实验研究，发现保温材料的防火性能还有较大的提升空间。因此，要加强对保温材料燃烧性能的研究，不断研发新型保温材料，并依据建筑需求选择相应的保温材料，进一步提升建筑的防火能力。

参考文献：

[1]陈现景，李红菊，刘建志，等.外墙保温材料的燃烧性能研究[J].山东工业技术，2019（3）：126，169.

[2]姜涛.简析建筑外保温材料燃烧性能检测存在的问题及其措施[J].建材与装饰，2017（2）：62-63.

[3]朱春玲，张屹东.外墙外保温防火技术研究综述[J].工程质量，2017（1）：45-48.

[4]赵志武.建筑外墙保温材料性能特点及质量检测[J].中国标准化，2017（2x）：10-11.