建筑外墙外保温防火浅析

顾正军

(南京工业大学、中安建集团，南京 210000)

1 前言

随着经济的不断发展，农村人口日趋城市化，人们对住房、办公、生产和公用配套用房的品质要求不断提高，住宅、公建、厂房等建筑开发量不断加大。《中华人民共和国节约能源法》第三章中，对建筑节能明确了相关规定，对建筑外墙保温中的新型墙体材料等节能建筑材料做出明确要求，建筑大量应用外墙保温材料。建筑外保温被广泛应用，外保温系统消防安全问题也显得尤为突出。由于保温材料燃烧性能达不到相关要求、保温层与墙体之间留有空腔、未设置防火隔离、部分无保护层裸露安装、施工违章动火及施工管理不到位等，从而导致保温材料火灾事故不断发生。2010年11月15日，上海静安胶州路一高层住宅发生特大火灾事故，事故造成58人死亡，火灾原因为现场违章动火引燃外保温材料。通过火灾案例可以发现深入研究和加强外保温防火，尤其是对材料燃烧性能及其系统设置的研究，对于建筑火灾预防尤为关键。笔者现结合工程实践，对建筑外墙外保温系统设置及相关材料的防火进行进一步的探讨。

2 建筑保温的分类

目前建筑外墙保温主要分外墙自保温、外墙内保温、外墙外保温[2]。(1)外墙自保温是指采用节能型材料、砂浆，形成一定的建筑构造，使其热工性能等符合相关技术标准的保温方式。(2)外墙内保温，是指在外墙内的室内部分设置保温层。其优点为施工速度快。其缺点，一是保温层减少了室内使用面积；二是室内墙体保温材料上设置的物品容易破坏保温材料的结构；三是存在局部温差过大，导致产生结露和墙体发霉；四是内外墙温差、热胀冷缩会导致保温层开裂。(3)外墙外保温由保温层、抹面层、胶粘剂及锚固件等固定材料和饰面层构成，并固定在外墙外表面的非承重保温构造。其优点。一是能够保护主体结构；二是可以增加室内实际使用面积；三是克服内保温结构存在的温差和裂缝问题。目前外墙外保温材料在实际工程应用中使用最为广泛，笔者将着重对外墙外保温防火方面的问题进行相关探讨。

3 建筑外墙外保温材料的分类

建筑外墙外保温材料主要分有机外保温材料、有机无机复合外保温材料、无机外保温材料[1～3]。

3.1 有机外保温材料

EPS板通常称模塑聚苯板，为一种闭孔结构的聚苯乙烯泡沫塑料板材。

XPS板通常称挤塑聚苯板，以聚苯乙烯树脂添加少量添加剂并热塑成型的具有闭孔结构的硬质泡沫塑料板。

PU板通常称硬泡聚氨酯板，以硬泡聚氨酯为芯材、两面覆以防护面层的板材。

EPS钢丝网架板由EPS板内插腹丝，外侧焊接钢丝网构成。

3.2 有机无机复合外保温材料

胶粉EPS颗粒保温浆料。由胶粉和EPS颗粒组成的保温灰浆。

HX隔离式防火保温材料[3]是以EPS(或XPS)板为保温层，将防火剂、无机保温材料等嵌入板内，在板两面采用聚合物界面砂浆的防火保温材料。

3.3 无机外保温材料

岩棉板是以天然火成岩等为主要原料，以热固型树脂为粘结剂，高温熔融后形成的板材。

玻璃棉板是将玻璃熔融纤维化，添加粘结剂固化加工而成。

发泡陶瓷保温板是由陶瓷材料高温焙烧、发泡而形成。

复合水泥发泡保温板是以水泥、硅灰、粉煤灰等为主要材料，经发泡等工艺制成。

加气混凝土板是以轻质材料、硅质材料和发气剂等为原料，经压蒸而成。

4 建筑外保温防火要求

《建筑设计防火规范》GB50016-2014(2018年版)第6章第7节规定了建筑外墙外保温材料的燃烧性能相关要求[4]。

4.1 燃烧性能A级场所

(1)设置有人员密集场所的建筑因考虑到人员相对密集，火灾易造成人员群死群伤，因此对于此类场所外墙外保温材料应采用A级材料。

(2)对于无空腔(保温材料与墙体之间无空腔)超高层住宅，建筑高度大于100m的住宅，考虑到建筑高度较高，灭火和应急救援困难，因此要求此类场所外墙外保温材料应采用A级材料。

(3)对于无空腔建筑高度大于50m的其他建筑，考虑到高度50m为登高作业救援车辆的一般可达高度，但是限于各地相关车辆价值较高且配置较少，灭火和应急救援不易，此类场所外保温材料有必要采用A级材。

(4)对于建筑高度H>24m的有空腔(保温材料与墙体之间有空腔)建筑，当保温材料与墙体之间有空腔时，保温材料如果发生火灾因空腔中空气助燃极易导致火灾迅速和大量蔓延，这类场所需严格控制。

(5)是老年人照料设施中考虑到老年人疏散不便，一旦发生火灾极易造成人员伤亡，因此对外保温材料做了严格要求。但是需明确的是其床位总数或可容纳老年人总数不低于20，同时对于组合建造建筑、总建筑面积大于500m2的老年人照料设施的建筑外保温材料才须采用A级材料。

4.2 燃烧性能不低于B1级的场所是27m

4.3 燃烧性能不低于B2级的场所是H≤27m无空腔住宅、H≤24m其他无空腔建筑。

5 工艺与构造防火措施

外保温系统的防火安全性能是以可燃材料为前提，对可燃保温材料进行必要的构造处理，适当调整施工工艺，可有效减少保温工程中的火灾隐患。解决外保温防火的措施。

5.1 逐步淘汰有机材料，在目前大量使用有机保温材料的情况下，研究保温材料的阻燃性能是解决保温材料防火安全性能的根本解决方案之一。要提高EPS板、XPS板的阻燃性能，在聚苯乙烯树脂中加入无机阻燃剂是一种有效的解决办法。

5.2 保温层采用无空腔设计增加平整度减少空腔[5]。火灾发生时，墙体和保温材料之间存在空腔和空气，空气的存在直接助燃保温材料的燃烧，一旦保温层发生火灾，极易导致并加速火灾的蔓延，因此，工程中尽量采用无空腔保温材料[6]。

5.3 增加易燃可燃材料的不燃保护层厚度。当无空腔保温材料为非A级材料时，保温材料两侧的墙体应采用厚度不小于50mm的不燃材料。

5.4 设置水平防火隔离带。在有空腔保温系统中，为了防止火灾在空腔中的上下蔓延，每层须设置A级水平防火隔离带进行上下隔离，同时隔离带的高度不小于300mm。

5.5 设置立体防火隔离带。当外墙设置B1，B2级外保温材料并且屋面设置B1，B2级外保温材料或防水材料时，为了防止外墙火灾与屋面之间的相互蔓延，应在外墙至屋面之间设置不燃烧体的立体防火隔离带。

5.6 有保温层墙体洞口的处理。洞口门窗及其周围的保温材料均应采用A级材料，保温材料应达到一定宽度，洞口的上方设置防火挑檐，防止上下层火灾的蔓延。

5.7 加强首层及二层的保温材料。一般情况下，建筑首层和二层较易接触到火灾，且一旦底部保温层发生火灾，向上蔓延的速度最快，因此对于首层和二层等底部的外保温材料应予以加强，建议设置A级材料。

5.8 控制可燃、难燃材料的火灾毒性。火灾亡人数中80%均缘于窒息和火灾烟气毒性，因此对于工程中使用到B1，B2级外保温材料的，其测试指标要包含毒性测试，严格控制烟气毒性大的B1，B2级外保温材料的使用。

6 结 语

随着建筑外保温材料的广泛运用，当外墙外保温材料采用非A级材料时，其建筑的火灾荷载和火灾危险性不断提升，通过火灾案例也不难发现建筑外保温的防火对于建筑防火设计尤为重要。随着社会和技术的不断发展，外墙外保温也向节能、高效、不燃方向不断提升，我们可以通过提高外保温材料的燃烧性能等级及火灾毒性、采取无空腔的结构形式、增加外保温材料的不燃保护层厚度、设置水平和立体防火隔离带、对洞口进行处理、强化建筑底部保温材料要求等方法，切实提高建筑物外墙外保温系统抗御火灾的能力。