高層住宅外保溫層火災特性及防火策略

宋耀宇

摘 要：隨著我國城鎮化進程的不斷加快，我國建筑行業迎來了發展的高峰期，同時建筑行業也面臨嚴峻的挑戰。建筑土地越來越少，為了滿足人們居住的需要高層住宅成為我國民建的發展新趨勢，由于高層住宅的特殊性，住宅外保溫系統成為社會各界廣泛關注的焦點。文章旨在通過對高層住宅外保溫層火災特性的研究，提出相應的防火措施。

關鍵詞：高層住宅；外保溫層；火災特性；防火策略

建筑的不斷發展，為了實現建筑物良好的保溫性能，高層建筑的外保溫獲得了較快發展，但是近年來我國高層住宅由于外保溫材料的問題導致了重大的火災事故，使得人民的生命和財產造成了重大損失，這在一定程度上也給建筑行業的發展造成困擾。因此加強對保溫層火災特性以及防火策略的研究具有現實意義。

1 高層住宅外保溫層火災特性

高層住宅保溫層作為加速火災發生的重要原因之一，進行外保溫系統特性研究可以為提高防火災措施提供方向。以下針對保溫材料對防火性能的影響、保溫層空腔對防火性能的影響和防火隔離帶對勢蔓延的影響三個方面進行保溫層防火特性的分析。

1.1 保溫材料對防火性能的影響

建筑外保溫材料的常用有機保溫材料主要包括EPS、PU、XPS等。針對這三種保溫材料進行FDS燃燒特性分析，對比材料熱釋放速率和溫度變化（如圖1、2）。經過對比可以發現三者熱釋放速率最快的是EPS，PU較慢，升溫較慢的PU，EPS和XPS最高溫度大致相同，但是XPS升溫較快。有上述分析可知PU相對于EPS、XPS防火性能和保溫性能均比較優越。

1.2 保溫層空腔對防火性能的影響

在進行保溫系統施工時為了實現保溫要求，通常加將保溫層與墻體通過粘結劑相結合形成粘結層，但是部分建筑企業為了降低成本未進行填充形成空腔。空腔可以實現滿足住宅良好保溫的要求，保溫結構的安全性提高，但是空腔的存在使得火災發生時極易加速保溫層的破損，大量煙霧進入空腔，形成對流產生煙囪效應，從而加速火勢蔓延[1]。保溫層無空腔與保溫層有空腔在相同條件下，有空腔的熱釋放速率和火勢蔓延遠遠高于無空腔的保溫層。同時無空腔火災是最高溫度要遠低于有空腔時最高溫度，這就在一定程度上再次加劇火勢的蔓延，降低了高層建筑的防火性能。

1.3 防火隔離帶對火勢蔓延的影響

為了保證我國建筑安全性能的提升，一部分企業在施工時將防火隔離帶與保溫層同時施工以實現防火性能的提升。以下針對有無防火隔離帶對火勢蔓延的影響進行具體的試驗研究。如圖3所示，火災發生時，無隔離帶的建筑火勢在2分鐘左右已經蔓延至頂層，而設置隔離帶的建筑火勢蔓延建筑物高度的一半左右，這就說明隔離帶對火災蔓延的阻擋有著明顯的作用。有無隔離帶在火災升溫方面還存在顯著地差別。無防火隔離帶的火災發生時最高溫度達1700℃，裝有防火隔離帶的建筑發生火災時最高溫度在1200℃左右。由此可見防火隔離帶一方面可以降低火勢蔓延的速度另外一方面還可以降低火災的最高溫度以減小火勢。

2 高層住宅外保溫層防火策略

針對高層住宅保溫層火災特性的分析，為了實現較好的防火性能可以從構造上入手[2]。經過實踐證明，具有防火構造的外墻保溫系統防火性能明顯優于有機保溫材料，以下針對設置外覆蓋保護層、避免保溫層空腔、設置防火隔離帶三個方面進行具體闡述提高高層住宅保溫層防火能力。

2.1 設置外覆蓋保護層

設置外覆蓋保護層的作用是將保護層置于保溫層上方，使其與空氣隔離實現防火的目的[3]。可燃性較低或者不燃材料均可作為防火保護層材料，其中應用較為廣泛的材料是膠粉聚苯顆粒。防火保護層可以實現防火能力的提高，但是在設置時必須綜合考慮外墻保溫層承重和防火要求兩方面的問題。在具體施工過程中多采用非A級保溫材料上涂抹保溫性能優良的混合砂漿或者A級砂漿，一方面可以保證保溫層性能的改善，另一方面也可以提高保溫層防火能力。

2.2 消除保溫層空腔

保溫層空腔的存在雖然實現了良好的保溫要求，卻大大加快了火勢的蔓延，因此在進行防火能力的提升時必須消除保溫層內的空腔，使得保溫層與基層和面層之間進行完全的填充不留空隙。大多數建筑企業多采用點粘法進行建筑的外保溫系統的施工，點粘法極容易使得苯板與墻面之間產生空隙，從而在火災發生時加快火勢的蔓延。為了消除保溫層空腔，在進行施工時應采用滿粘法[4]。

2.3 設置防火隔離帶

根據有無防火隔離帶的試驗研究顯示防火隔離帶可以大大降低火勢的蔓延。主要是防止建筑外墻外保溫系統墻面的的燃燒。防火隔離帶一般采用無機保溫材料，并且要求和保溫層同時施工操作，同時也可以利用窗臺或者建筑伸縮縫進行防火隔離帶的設置。保溫層施工時要禁止有機保溫材料的全覆蓋墻面式粘貼，防火隔離帶設置時將保溫層分割成塊，避免火災發生時，保溫系統的整體燃燒，

3 結束語

由于高層建筑的結構復雜性和火災發生后波及范圍較廣的特點，使得高層建筑滅火成為消防界的一大難題，因此為了實現高層建筑的消防安全，在進行建筑設計時應充分考慮建筑的防火性能。高層建筑的外保溫系統作為高層建筑火災事故發生的主要原因之一，建筑企業在施工時應在保溫材料的選擇、保溫層空腔的消除、防火隔離帶的設置以及設置保護層等方面上進行完善，以提高我國建筑物的質量，保證人民生命和財產的安全。

參考文獻

[1]章濤林，周曉冬，雷昊.高層建筑典型外墻保溫材料火蔓延特性數值模擬研究[J].防災減災工程學報，2012（02）：230-234.

[2]趙平，季經緯，武爽.基于數值模擬的外墻保溫體系防火問題研究[J].中國安全生產科學技術，2011（19）：6020-6024.

[3]季廣其，朱春玲，陳丹林等.建筑外墻保溫體系防火安全性能試驗研究[J].墻材革新與建筑節能，2010（05）：36-38.

[4]朱春玲，陳景輝，呂振剛，季廣其.高層建筑外墻外保溫防火研究[J].墻體保溫與圍護結構，2012（09）：66-69.