建筑外墻保溫材料的防火設計研究

田映龍

(長治市公安消防支隊，山西長治 046000)

隨著時代的發展、社會的進步，現代社會均大力提倡綠色、節能、低碳、環保的生活方式。在建筑節能領域，外墻保溫材料的選擇是一個重要方面。然而保溫材料在產品性能和防火效果上往往不能同時兼顧，即保溫性能好的外墻保溫材料在防火效果上比較差，防火性能好的保溫效果較差且價格較高。由于外墻保溫與防火安全兩者同等重要，缺一不可，所以選擇合理的外墻保溫材料以同時兼顧保溫與防火兩方面就顯得至關重要［1］。

1 建筑外墻保溫材料的類型及存在的問題

1.1 外墻系統保溫材料的類型

建筑外墻保溫材料根據材料種類不同，可以分成三大類:無機保溫材料，有機無機復合型保溫材料以及有機高分子保溫材料。無機保溫材料主要包括玻璃棉、巖棉、泡沫混凝土等材料。有機無機復合性保溫材料多以膠粉聚苯顆粒保溫漿為主要原料。有機高分子保溫材料的組成結構多為聚氨酯硬泡材料和聚苯乙烯泡沫塑料［2，3］。

1.2 外墻保溫材料當前存在的問題

雖然無機保溫材料保溫效果好，防火性能優異，但其生產工藝復雜，成本較高，產品對環境和人體可能會產生一定危害，因此在民用建筑領域應用較少。有機保溫材料具有優異的保溫效果且成本低廉、環境友好，已廣泛應用于民用建筑，但防火安全性較差。對于普通民用建筑，特別是民用高層建筑外墻保溫材料一旦發生火災，火勢容易形成豎向蔓延。2009年2月9日中央電視臺火災、2010年上?！?1·15”特大火災事故就是典型的例子。該類場所發生火災后，建筑內消防設施無法使用，火災向上蔓延極快，外部撲救難度大，極易造成群死群傷事故［1］。

2 建筑外墻保溫材料的防火性能設計

2.1 合適的保溫材料選擇及其改進措施

1)聚苯乙烯泡沫板(EPS)。聚苯乙烯泡沫屬于有機類保溫材料，模塑后通過切割成不同厚度的板材作為建筑物的外墻保溫材料使用，EPS聚苯板的導熱系數一般不大于0.042 W/(m·K)，該材料具有優異的保溫隔熱性能、良好的防水性能及抗風壓、抗沖擊性能。但EPS聚苯板的防火性能較差，需要向其中引入阻燃劑以提高其防火性能，常用的阻燃方法有本體阻燃、鹵素阻燃、磷系阻燃、無機阻燃、膨脹阻燃、粘土阻燃等。本體阻燃是指在聚苯乙烯分子鏈上引入具有阻燃效應的氮、磷、鹵族元素，達到阻燃的效果，其他幾種阻燃方法都屬于添加型阻燃。2)泡沫混凝土。泡沫混凝土主要是由水泥、石灰等鈣質材料與石英砂、粉煤灰、礦渣粉、頁巖等硅質材料組成，并摻入合適的加氣劑、外加劑等，經混合攪拌、澆筑成型而形成的一種多孔材料。導熱系數為0.051 W/(m·K)～0.076 W/(m·K)。泡沫混凝土有現澆和預制品兩種形式，發展初期以現澆泡沫混凝土為主，目前則以泡沫混凝土外墻保溫板及其制品為主。泡沫混凝土材料在強度、防火、耐久性等方面與有機材料相比具有巨大優勢，但在密度、絕熱性等方面則有所不足，因此需要尋求進一步降低其密度和導熱系數的方法，使之在外墻外保溫體系中得以應用。許多泡沫混凝土研究者都在研制開發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時導熱系數也隨之降低。3)膠粉聚苯顆粒保溫材料。膠粉聚苯顆粒保溫漿料以破碎的回收廢聚苯乙烯顆粒為保溫隔熱主體材料，并能夠使用一定量的粉煤灰，具有較大的社會效益。該材料導熱系數低，保溫隔熱抗結露性能好、抗壓強度高、粘結力強、附著力強、耐凍融、不易空鼓、開裂。本系統采用現場成型抹灰工藝，施工效率高，成型后整體性能好，避免了塊材保溫材料接縫易開裂的弊病，且在各種轉角處無需裁板做處理，施工工藝簡單。

2.2 建筑外墻保溫材料的防火安全措施分析

1)加強監管，選用安全的保溫材料。公安部在2010年上海特大火災后于2011年下發文件要求從嚴執行《民用建筑外墻保溫暫行管理規定》一律使用A級不燃外墻保溫材料，2013年后消防部門雖然對該文件不作要求，但仍規定建設單位在有條件時使用A級外墻保溫材料，無法滿足條件時也必須符合《民用建筑外墻保溫暫行管理規定》，并設置防火隔離帶。2)構筑合適的防火技術措施。對于已經采用可燃性保溫材料的建筑物:第一，設置防火隔斷帶。采用不燃性材料為保溫層做水平和豎向分隔;第二，設置防火保護層，建筑物的外表層應用不燃性材料全面覆蓋，可用水泥砂漿進行涂抹;第三，如建筑物外墻采用幕墻，必須用防火材料對幕墻與每層樓板、隔墻處的縫隙進行封堵［4］。

3 結語

建筑外墻外保溫材料的防火要遵循安全性、整體性和重要性的原則。相關統計資料顯示:近年來因不合理建筑外墻設計而導致的建筑火災事故占到了整個建筑火災事故的40%以上，其嚴重程度可想而知。本文針對有關建筑外墻保溫材料在防火性能上存在的問題，就材料選擇與防火措施的設計等問題進行簡要分析，提出了個人建議。

［1］楊曉丹，張 宏，陳億雄.淺談建筑外墻保溫材料防火性能設計［J］.中國市場，2010，32(41):95-97.

［2］姚家偉，侯兆銘，姚亦舒.幾種建筑外墻保溫材料的抗火性能分析［J］.低溫建筑技術，2012(7):4-6.

［3］胡驗君，蘇振國，楊金龍.建筑外墻外保溫材料的研究與應用［J］.材料導報，2012，26(11):290-294.

［4］歐志華，馬保國，蹇守衛.建筑外墻外保溫系統防火的原則與思路［J］.消防科學與技術，2010，29(4):282-287.