某高层综合楼外墙外保温系统火灾事故调查与启示

王智勇

河北省消防救援总队，河北 石家庄 050000

20世纪80年代我国外墙保温材料开始应用，90年代广泛推广，但直至2009年央视大火后才出台民用建筑外保温系统的防火要求[1-4]，在此之前，大量建筑因没有标准采用了易燃、可燃外墙保温材料。近年来，我国一直将高层建筑外墙外保温系统作为火灾防控重点，持续开展综合治理，但高层建筑外墙外保温系统火灾事故仍然高发频发，甚至造成重大损失和社会影响[5-7]。追本溯源，这与外墙外保温系统历史遗留问题多、治理难度大有关[8-9]。笔者通过对一起老旧高层综合楼外墙外保温系统(无法按现行规范改造)火灾事故的调查，结合工作实际，在分析起因基础上，对建筑原有外墙外保温系统不进行整体拆除改造的情况下，提出补救对策。

1 基本情况

1.1 火灾基本情况

2021年3月9日11时15分，某高层综合楼发生火灾，火灾造成建筑东南侧5层以上外立面全部过火，南侧外立面5层以上1/2过火，西侧、北侧和东侧外立面未过火，建筑内部分房间过火，毗邻建筑和部分车辆受损，过火面积15 455 m2(室内过火面积9 255 m2，外立面过火面积6 200 m2)，无人员伤亡，直接财产损失近3 327万元。建筑外立面过火情况如图1所示。

图1 建筑外立面过火情况

1.2 建筑整体情况

起火建筑地上26层、地下3层，建筑高度99.9 m，局部设有2层设备间，总高度111.6 m，建筑面积4.57万平方米。外墙外保温系统采用挤塑聚苯板(XPS)，外挂铝塑板。1～4层及22层以上产权属于建设单位，5～21层出售。建筑设计用途1～4层为商业，5层以上为公寓式办公。驻有公司、机构93家，主要为金融机构、培训机构、养生会馆、集体宿舍等。该建筑按规范设置了火灾自动报警系统、自动喷水灭火系统、室内外消火栓系统、防排烟系统、火灾应急广播及疏散指示标志等消防设施。

1.3 建筑幕墙及外墙外保温系统

建筑外墙外保温系统结构为：由外及内依次为铝塑板饰面层、钢结构框架、空腔、薄抹灰砂浆层、外墙外保温材料，如图2所示。铝塑板之间的缝隙以胶条密封；外墙外保温材料为连续分布的50 mm厚XPS，表面涂有薄抹灰砂浆层；保温材料与铝塑板幕墙之间留有15～20 cm的空腔，空腔内上下左右相通无防火分隔。根据对现场材料的检测结果，XPS的氧指数大于26%，燃烧性能等级为易燃，铝塑板的燃烧性能为难燃。

图2 建筑外墙外保温系统结构

2 火灾事故发展过程

2021年3月9日11时9分52秒，建筑消防控制室接到508室火灾报警信号，值班人员李某春使用对讲机呼叫物业保安池某刚到场核查，物业经理杜某津与保安池某刚先后到达508室后在门口闻到有烟味，未发现室内起火；11时15分位于1309室的工作人员刘某，闻到烟味后便用手机拨打“119”报警。11时21分，消防控制室接到1508室火灾报警信号，保安池某刚又到1508室查看未见起火，随即返回508室后看见窗外5层平台的西南侧有明火，但未见具体起火部位，遂使用灭火器向室外平台喷射灭火未果。此时，5层室外平台东南侧外墙的保温材料已经起火燃烧，外墙5～15层的饰面铝塑板受高温变形，火势沿外墙外保温系统与幕墙之间的空腔在竖向和橫向迅速蔓延。

此类火灾火势燃烧热值高，热释放速率大，蔓延速度快，燃烧产生的热量直接作用于建筑外窗玻璃表面，导致外墙玻璃破裂，火势沿外墙通过窗口向室内蔓延。11时19分当地消防救援站到达现场开展灭火救援，在开启楼层疏散广播和内部固定消防设施的同时，指挥部按楼层划分四个战区，分三批次出动55个攻坚组分别从东、西两侧楼梯强攻登楼，并逐层关闭防烟楼梯间的防火门。由于应对处置及时，建筑内1 205名人员20 min内疏散完毕，无人员伤亡。建筑内部23～26层2/3面积过火，5～22层东南侧外立面起火部位相对应的房间过火烧毁，建筑内部走道及防烟楼梯间均未过火。

3 火灾调查情况

3.1 起火时间的认定

起火建筑火灾自动报警系统最早于11时9分52秒接到508室火灾报警信号。故认定起火时间约在11时许。

3.2 起火部位的认定

根据现场对面建筑内王某拍摄到的手机视频显示(见图3)，建筑东南侧507室外窗上沿西侧外墙处有明火，明火下方外墙有燃烧变色痕迹。建筑火灾自动报警系统最早于11时9分52秒接到508室火灾报警信号。物业保安池某刚再次回到508室查看时，发现508室窗外已有明火。因此，认定起火部位为建筑东南侧5层外部平台西部。

图3 建筑东南侧507室外墙起火初期

3.3 起火点的认定

根据现场手机视频显示，507室窗户左上部铝塑板饰面层的缝隙处首先出现明火，507室与508室之间的平台有烟冒出。经现场勘验，507、508室南侧窗户烧毁，室内有烟熏痕迹，未过火；建筑东南侧5层室外平台西南角处的外墙抹灰层下部脱落，露出内部钢筋。因此，认定起火点为建筑东南侧5层外部平台西南角处，如图4所示。

图4 建筑东南侧5层平台西南角起火点

3.4 起火原因的认定

排除建筑东南侧5层室外平台西南角处空调室外机及其电气线路故障引发火灾的可能。经现场勘验和调查询问证实，507室总电闸处于断开状态；508室空调遥控器呈关闭状态，空调挂机出风口呈闭合状态，控制该空调的分闸、总闸均呈闭合状态，配电井内配电盘总闸为起火后人为断开，各级电闸均为空气开关，经试验各级电闸均能正常动作；507室空调室外机电源线未发现熔痕。经对起火部位提取的508室空调室外机电源线送火灾物证鉴定中心检测，未发现有可做技术鉴定的金属熔化痕迹。

经调查询问、现场勘验及监控视频证实，当天该建筑未进行电焊、气焊、屋顶防水等施工作业以及东南侧5层外部平台卫生清理，排除施工作业引发火灾的可能。根据当地气象资料，3月9日当天无雷雨天气，排除雷击起火的可能。经调查询问和现场勘验证实，起火部位未存放也未发现自燃性物质及其残留物，排除自燃起火的可能。对起火部位处提取的地面残留物、烟尘检测，未检出汽油、煤油、柴油和油漆稀释剂等成分，结合当地公安刑侦部门侦查，排除纵火嫌疑。

不排除未熄灭的烟蒂等引燃室外平台可燃物，进而引燃建筑外墙保温材料和铝塑板造成火灾。依据如下：(1)起火部位平台上部有大量房间和人员。经调查，高空抛物现象时有发生，平台未设置进出口，人员只能通过窗户进出，物业人员只在每年雨季登上平台疏通落水口，平台上的垃圾和杂物无人负责清理。受风力影响平台角落处容易累积垃圾和杂物，上部掉落的火源能够引燃此处可燃物品。可燃物一旦被引燃，高温烟气或火焰可通过建筑外幕墙的缝隙进到外墙结构的空腔内。因此，平台上的垃圾能够成为火灾发生的引火物。(2)经对北侧、西侧及建筑其他部位的平台进行勘验，发现有大量烟头存在。在建筑东南侧5层平台西南角地面燃烧残留物内发现有烟头、纸箱及纸质包装、塑料袋、树叶、树枝等残留物。未熄灭的烟蒂等掉落到这些物品上能够致其燃烧。(3)经现场勘验和调阅施工资料，该建筑5层外部平台防水层采用SBS防水卷材，外墙保温使用50 mm厚XPS，外装饰层使用铝塑板，铝塑板夹心采用2～3 mm可燃物硅酮胶作为粘合剂，铝塑板之间的缝隙采用易燃物质珍珠棉和硅酮胶密封。外墙保温板与铝塑板之间有15～20 cm的空腔。通过火灾模拟试验证实，纸箱及纸质包装、塑料袋、树叶、树枝、防水卷材等燃烧时可将饰面铝塑板和外墙保温材料引燃，铝塑板鼓包变形和缝隙开裂的痕迹与该起火建筑外墙相符合。(4)经对17层两处未燃烧的平台外墙装饰结构进行勘验，饰面铝塑板与平台交接处存在缝隙，在空腔内底部发现有可燃垃圾，外墙保温板与平台地面交接处的水泥砂浆保护层未封堵完全，部分裸露。外部燃烧物产生的高温和火焰通过缝隙进入空腔内就能引燃内部可燃物，并导致空腔内外墙保温材料和铝塑板发生燃烧，引发火灾。

因此，起火原因为建筑东南侧5层室外平台处未熄灭的烟蒂等引燃平台西南角可燃物，进而引燃建筑外墙保温材料和铝塑板导致火灾发生。

4 补救措施与建议

4.1 用不燃保护层严密包覆易燃外墙保温材料

采用易燃外墙保温材料的既有建筑多数是20世纪80年代至21世纪初建造的。由于建设年代较早，其外墙保温材料表面覆盖的抹灰保护层会出现开裂、脱落等现象。易燃保温材料一旦直接暴露，遇火源极易发生燃烧，并迅速扩大蔓延，在建筑外立面形成立体火灾[10]。因此，首先要对整栋建筑的外墙外保温系统进行全面细致的检查，对有变形、剥离、开裂、脱落的抹灰保护层采用不燃材料严密包覆，包覆厚度不应小于15 mm，进而提高外墙保温材料的燃烧性能等级，使其具有一定的耐火性能。

4.2 严禁电气线路、可燃油气管道穿越易燃外墙保温材料

在日常工作生活中，单位或个人在外墙保温材料上打孔、开洞安装空调、敷设管道等现象较多，这大大增加了火灾风险。建议将穿过建筑外墙易燃保温材料的电气线路、油烟管道、可燃气体及甲乙丙类液体管道拆除，如果确需穿过和安装的，应采用穿金属管保护，并在金属管周围采用宽度不小于100 mm的不燃隔热材料进行防火隔离保护。

4.3 确保外墙保温材料与周边可燃物的防火间距

此类建筑周边6 m范围内不设置电动自行车充电站、商店、作坊、储藏间，不停放机动车辆，不种植油性植物和树木。定期清理高层建筑屋顶和室外平台的纸制包装物、塑料袋、树叶、树枝、烟蒂、杂草等垃圾。加强消防安全巡查检查，遇有火情及时处置。加强人员管理，严禁从窗户向外投掷烟蒂等物品。

4.4 提高建筑控火灭火性能

建筑外墙外保温系统采用易燃、可燃材料的高层建筑室内发生火灾，一旦突破外窗引燃外墙保温材料，将迅速扩大蔓延，形成立体火灾，因此建议将此类既有建筑的外墙门、窗改为耐火极限不低于1 h的防火门窗。此类建筑与周围建筑防火间距若不符合国家现行规范要求，应将周围建筑毗邻外墙的门窗改为乙级防火门窗或者改为无门、窗、洞口的防火墙。当外墙外保温系统的饰面层与保温材料之间存在空腔结构时，可以考虑在高层建筑顶层的外墙空腔内沿建筑四周设置简易喷淋系统。

4.5 规范建筑外墙用电设备及管道的安装

此类高层建筑在实际使用过程中，外墙大多安装有空调室外机、夜景照明灯、航空障碍灯等电气设备，这些电气设备出现故障引发火灾，同样可以引燃外墙易燃保温材料。因此，建议对上述用电设备进行防火分隔改造：一是不能直接安装在易燃、可燃保温材料上；二是参考此类用电设备的发热量和燃烧速率，将其周围1 m范围内的原有保温材料改为不燃保温材料。确实需要沿建筑外墙敷设的可燃气体和甲、乙、丙类液体管道建议采取穿金属管等加强防护措施。

4.6 加大宣传力度，提升群众消防安全意识

结合高层建筑消防安全专项整治活动，开展针对性消防培训，集中开展打通“生命通道”、电动自行车停放充电、安全用火用电等消防科普宣传。提高广大用户对外墙外保温系统采用易燃、可燃材料的高层建筑火灾危害性的认识，增强群众消防安全意识和社会防御火灾能力。利用LED屏、条幅、音频、视频等载体进行常态化消防宣传，提高全民消防安全意识。

5 结语

本文火灾调查方法，可为类似建筑外墙外保温系统火灾的调查提供借鉴和参考。火灾调查的最终目的是为防火工作提供意见和建议，对使用可燃易燃材料的既有建筑外墙外保温系统按照现行国家标准进行改造，涉及利益群体多、资金缺口大、社会成本高、施工周期长、改造难度大，短期内难以实现。基于此，通过分析此起火灾暴露出的问题，在不整体拆除建筑原有外墙外保温系统的情况下，提出了预防类似建筑火灾的对策。