既有建筑外保溫材料墜落原因分析研究

縱 斌 Zong Bin 田 煒 Tian Wei

0 引言

隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，密度更高、更濃縮的城市成為目前的發(fā)展趨勢(shì)，上海的高層建筑從20世紀(jì)80年代的100余幢增加到目前的30 000幢以上。隨著建筑數(shù)量的增多和居住者對(duì)舒適性要求的提高，建筑節(jié)能問(wèn)題逐漸被提上日程。從2000年起，上海市《住宅建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》等逐步實(shí)施，對(duì)住宅、公建的保溫要求逐步明確；從2005年起，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》出臺(tái)，外墻保溫成為建筑中的強(qiáng)制設(shè)計(jì)內(nèi)容。從2006年起，外墻外保溫進(jìn)入全面應(yīng)用階段，以模塑板、擠塑板、聚氨酯系統(tǒng)等為代表的有機(jī)保溫材料，由于其出色的保溫隔熱性能而被廣泛應(yīng)用于各類(lèi)建筑外保溫工程中；2012年，由于早期的保溫材料防火性能不佳，外保溫材料逐步過(guò)渡到以無(wú)機(jī)保溫砂漿為代表的無(wú)機(jī)類(lèi)保溫材料；近年來(lái)，巖棉、泡沫玻璃等新型保溫材料逐漸成為主流。

外保溫材料在起到良好節(jié)能效果的同時(shí)，一些弊端也逐漸暴露出來(lái)，外保溫材料墜落事故的發(fā)生成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，時(shí)常見(jiàn)諸報(bào)端或成為互聯(lián)網(wǎng)上熱議的話(huà)題。由于外保溫及飾面材料質(zhì)量重、位置高，從高層建筑墜落后產(chǎn)生的能量驚人，構(gòu)件直接墜落或碰撞濺射后對(duì)行人、車(chē)輛等造成巨大危害，甚至成為臺(tái)風(fēng)等自然現(xiàn)象的次生災(zāi)害，嚴(yán)重威脅人民群眾生命和財(cái)產(chǎn)安全。與此同時(shí)，現(xiàn)有高層建筑的保溫材料品種多樣，外飾面施工方法眾多，已頒布的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)保溫材料在長(zhǎng)期使用條件下的耐久性和安全問(wèn)題認(rèn)識(shí)不足，使用階段缺乏對(duì)外保溫及飾面材料的安全檢查機(jī)制，已經(jīng)成為行業(yè)內(nèi)的一大困惑。隨著既有高層建筑外保溫材料使用時(shí)間的不斷增長(zhǎng)，其安全性能應(yīng)引起足夠重視，外保溫系統(tǒng)墜落問(wèn)題的防范迫在眉睫。

1 建筑外墻外保溫材料墜落事故統(tǒng)計(jì)與分析

由于外墻外保溫系統(tǒng)直接與室外環(huán)境接觸，因此，受力狀況復(fù)雜。其自身性能受到大風(fēng)、高溫、雨水、地震以及由于墻體結(jié)構(gòu)、撞擊效應(yīng)、耐久性等因素的影響，同時(shí)，由于施工過(guò)程中的施工偏差、質(zhì)量問(wèn)題以及維修維護(hù)不當(dāng)?shù)仍颍讓?duì)外墻外保溫體系造成影響，導(dǎo)致脫落事故發(fā)生。本課題廣泛收集上海市近5年發(fā)生的典型外保溫及飾面脫落事故20起，典型事故的照片如圖1所示。

通過(guò)對(duì)案例進(jìn)行分析，上述保溫材料墜落事故中，主要包括無(wú)機(jī)保溫砂漿、XPS保溫板、巖棉保溫板、干掛式外保溫等四種形式，對(duì)20例項(xiàng)目所采用的保溫形式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)（圖2），其中，無(wú)機(jī)保溫砂漿發(fā)生的墜落事故最多，占到事故總量的80%。

通過(guò)對(duì)墜落事故原因進(jìn)行分析（圖3）顯示，施工措施不當(dāng)是導(dǎo)致事故發(fā)生的最主要原因。由于大量外保溫材料墜落項(xiàng)目采用無(wú)機(jī)保溫砂漿保溫形式，因此無(wú)機(jī)保溫砂漿基層處理不符合標(biāo)準(zhǔn)要求、施工間隔過(guò)短、保溫顆粒與黏接材料比例配合不佳等成為最直接的原因。

圖1 典型外保溫材料墜落事故

對(duì)墜落情況發(fā)生時(shí)的狀況進(jìn)行分析，有85%（17例）在大范圍脫落前發(fā)生了空鼓、裂縫、滲水等缺陷，部分項(xiàng)目的缺陷類(lèi)型不止一種，50%（10例）項(xiàng)目外保溫材料發(fā)生過(guò)小范圍脫落或保溫外飾面面磚脫落的現(xiàn)象，僅有10%（2例）事故事前并無(wú)明顯征兆，完全由臺(tái)風(fēng)誘發(fā)。據(jù)此分析，墜落事故的發(fā)生除受臺(tái)風(fēng)等極端天氣影響之外，多由外墻缺陷誘發(fā)。空鼓、裂縫等缺陷受到雨水侵蝕、風(fēng)力作用等影響，會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)展，從而導(dǎo)致保溫材料墜落等嚴(yán)重事故的發(fā)生。

古小英、張超在2015年臺(tái)風(fēng)“燦鴻”過(guò)后，對(duì)上海市保障性住房進(jìn)行了質(zhì)量問(wèn)題分析[1]，研究發(fā)現(xiàn)，所調(diào)研的45個(gè)項(xiàng)目中31%（14項(xiàng)）存在外保溫缺陷；所有項(xiàng)目中86.7%（39項(xiàng)）采用無(wú)機(jī)保溫砂漿作為外保溫材料，其中的11項(xiàng)存在一項(xiàng)或多項(xiàng)缺陷問(wèn)題，所占的比重最大，基本與本文調(diào)研結(jié)論一致。

圖2 保溫材料墜落事故所采用的外保溫形式分析圖

圖3 保溫材料墜落事故主要原因分析圖

2 建筑外墻外保溫材料墜落原因分析

通過(guò)對(duì)上述調(diào)查案例進(jìn)行分析，同時(shí)綜合文獻(xiàn)資料，分析外保溫材料墜落的主要原因包括以下幾點(diǎn)。

2.1 材料因素

材料因素包括保溫層外部的飾面層材料、抗裂層材料（抗裂砂漿和增強(qiáng)網(wǎng)）、聚苯板及黏接材料質(zhì)量、聚合物砂漿質(zhì)量和錨固件因素等。飾面層（尤其是采用面磚時(shí)）與保溫材料的匹配程度，是否采用滿(mǎn)足拉伸強(qiáng)度的耐堿比例纖維網(wǎng)，保溫板與黏接材料的質(zhì)量控制，聚合物砂漿的質(zhì)量控制是可能造成后期出現(xiàn)缺陷的重要影響因素。調(diào)研案例中，出現(xiàn)了因耐堿網(wǎng)格布抗拉拔試驗(yàn)不符合要求以及巖棉保溫板自身斷裂而導(dǎo)致的事故。倪浩群在文獻(xiàn)中提到，上海市工程建設(shè)規(guī)范《無(wú)機(jī)保溫砂漿系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》（DG/TJ08-2088—2011）規(guī)定：當(dāng)外墻采用涂料飾面且高度大于60m以上的墻面應(yīng)設(shè)置塑料錨栓進(jìn)行加固[2]。但是，經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，目前外墻出現(xiàn)空鼓、脫落的一批18層住宅(建筑高度低于60m)，墻面都未設(shè)置塑料錨栓進(jìn)行加固。

2.2 設(shè)計(jì)因素

設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)失誤、對(duì)建筑使用環(huán)境和不同建筑材料匹配程度的不了解，一定程度上會(huì)導(dǎo)致使用過(guò)程中出現(xiàn)隱患。調(diào)研中，某公建項(xiàng)目采用干掛式外墻外保溫系統(tǒng)，由于相鄰建筑間設(shè)計(jì)垂直沉降縫寬度不足導(dǎo)致外立面石材受擠壓而導(dǎo)致斷裂墜落。另一個(gè)項(xiàng)目中，設(shè)計(jì)人員在擠塑保溫板外側(cè)直接使用自重較大的瓷磚飾面，而非國(guó)外常采用的涂料飾面，且未采取相應(yīng)構(gòu)造措施而導(dǎo)致墜落發(fā)生。

2.3 施工因素

施工因素涉及到的方面較為廣泛，主要體現(xiàn)在無(wú)機(jī)保溫砂漿現(xiàn)場(chǎng)拌合和施工質(zhì)量差，基層平整度、基層強(qiáng)度和基層清理質(zhì)量不佳，玻璃纖維網(wǎng)格布施工不當(dāng)，窗臺(tái)、陽(yáng)臺(tái)、雨篷、挑檐、落水口、女兒墻等特殊部位處理不當(dāng)，保溫板粘貼不牢，以及施工環(huán)境控制不良等方面。在墜落事故發(fā)生最為頻繁的無(wú)機(jī)保溫砂漿項(xiàng)目中，玻化微珠等保溫顆粒與黏結(jié)材料的比例配合不佳、吸水率不合格、施工厚度過(guò)厚且未采取加強(qiáng)措施成為導(dǎo)致墜落事故發(fā)生的最主要因素。

2.4 外力作用因素

上海作為沿海城市，基本風(fēng)壓系數(shù)很高，盡管在設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)考慮風(fēng)壓對(duì)外保溫材料使用性能的影響，但由于多種因素影響下外保溫材料會(huì)出現(xiàn)使用缺陷，臺(tái)風(fēng)往往成為隱患暴露的誘發(fā)因素，導(dǎo)致墜落事故的發(fā)生。此外，建筑外表面粉刷、維護(hù)時(shí)的施工撞擊，業(yè)主加裝花架、防盜窗、空調(diào)室外機(jī)時(shí)的鉆孔作業(yè)也會(huì)破壞外保溫系統(tǒng)的整體性，誘發(fā)外保溫材料墜落事故的發(fā)生。

3 建筑外墻外保溫材料墜落隱患防范建議

基于上述調(diào)研和分析，多數(shù)外保溫材料墜落事故在發(fā)生前已有所征兆，通過(guò)制定合理的監(jiān)管模式并確立監(jiān)管人員，發(fā)現(xiàn)隱患后及時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)和鑒定程序，并按規(guī)定進(jìn)行修繕處理，可以杜絕大部分隱患。本文在對(duì)近年來(lái)上海市建筑外墻外保溫材料墜落事故統(tǒng)計(jì)與原因分析的基礎(chǔ)上，梳理了外墻外保溫系統(tǒng)相關(guān)的法律法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，提出以下防范建筑外墻外保溫材料墜落發(fā)生的建議。

（1）完善現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)體系，明確使用環(huán)境和使用標(biāo)準(zhǔn)。建議針對(duì)上海市外墻外保溫使用現(xiàn)狀，通過(guò)立項(xiàng)長(zhǎng)期跟蹤性研究課題，分析現(xiàn)有外保溫體系隨使用年限增長(zhǎng)的墜落事故發(fā)生規(guī)律，對(duì)于確屬保溫材料性能原因或安全性能不易保證的（如無(wú)機(jī)保溫砂漿外墻外保溫系統(tǒng)），應(yīng)明確使用限制條件或禁止使用。同時(shí)，加強(qiáng)事故頻發(fā)位置的構(gòu)造要求，重視對(duì)保溫材料耐久性的研究，并及時(shí)根據(jù)研究結(jié)果修編相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。建議在標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)不同外墻外保溫系統(tǒng)按使用安全性、防火安全性、耐候性能進(jìn)行分級(jí)，確定不同外墻外保溫系統(tǒng)的使用范圍，包括使用高度、環(huán)境條件以及適用的外飾面裝飾等內(nèi)容。

（2）強(qiáng)化建設(shè)保修責(zé)任，完善數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)。建設(shè)單位對(duì)于外保溫體系的正常使用需承擔(dān)保修責(zé)任，在建設(shè)單位保有建筑物產(chǎn)權(quán)的情況下，建設(shè)單位還應(yīng)承擔(dān)業(yè)主的角色。現(xiàn)有工程質(zhì)量管理?xiàng)l例、建筑工程質(zhì)量保修辦法中并沒(méi)有明確對(duì)于外墻外保溫及其飾面保修責(zé)任的年限，同時(shí)，對(duì)于保修金用于外保溫維護(hù)、修繕的使用條件和使用年限并不明確。建議建設(shè)主管部門(mén)通過(guò)修訂相關(guān)管理辦法，明確建設(shè)單位對(duì)于外墻外保溫的保修年限（建議不小于5年），同時(shí)應(yīng)鼓勵(lì)企業(yè)高于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)和修繕，提高外保溫及飾面的耐久性。鼓勵(lì)企業(yè)對(duì)自身保溫產(chǎn)品及修繕?lè)?wù)承擔(dān)更長(zhǎng)的保修期，提高對(duì)外保溫系統(tǒng)的保修期限，甚至終身保修。同時(shí)，結(jié)合智慧城市和“大數(shù)據(jù)”建設(shè)，建議建設(shè)主管部門(mén)加強(qiáng)對(duì)既有建筑外保溫系統(tǒng)的檔案管理，完善從立項(xiàng)、勘察、設(shè)計(jì)、施工、竣工驗(yàn)收及投入使用后的修繕等全壽命周期信息，逐步建立全市建筑物外保溫及飾面使用及管理的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，便于今后的分類(lèi)管理和分類(lèi)監(jiān)測(cè)。

（3）加強(qiáng)物業(yè)管理與法律訴訟。物業(yè)管理作為既有建筑外保溫保修期之后維護(hù)工作的主要負(fù)責(zé)方，對(duì)外保溫材料墜落問(wèn)題的預(yù)防和控制將起到巨大作用。建議：①加強(qiáng)物業(yè)管理的規(guī)范性和可操作性，同時(shí)賦予物業(yè)部門(mén)一定的權(quán)利，監(jiān)管、制止甚至處罰在既有建筑使用過(guò)程中的不規(guī)范行為，對(duì)于使用方違規(guī)裝修、違法加建加裝影響重大的，必要時(shí)提起法律訴訟；②通過(guò)研究并頒布上海市《外墻保溫墜落問(wèn)題的管理細(xì)則》，明確物業(yè)對(duì)既有建筑外保溫系統(tǒng)的保修和維護(hù)責(zé)任、日常維護(hù)與檢修流程、安全性鑒定方法，明確政府的監(jiān)督管理措施，為物業(yè)程序化和規(guī)范化管理提供依據(jù)；③研究可能出現(xiàn)的責(zé)任不明事故的保險(xiǎn)補(bǔ)償機(jī)制。通過(guò)形成外保溫及飾面墜落安全問(wèn)題的意外保險(xiǎn)機(jī)制，明確物業(yè)管理部門(mén)可以利用住宅物業(yè)保修金、住宅維修基金、建筑物安全專(zhuān)項(xiàng)資金和建筑物安全貸款計(jì)劃等多方籌款的一部分，為所負(fù)責(zé)的既有建筑投保意外險(xiǎn)及責(zé)任險(xiǎn)，作為發(fā)生外保溫材料墜落事故后的補(bǔ)償和修繕金。對(duì)于已經(jīng)發(fā)生的外保溫材料墜落事故造成人員和財(cái)產(chǎn)損失，超過(guò)保修期限且責(zé)任不明的，物業(yè)部門(mén)可充分利用保險(xiǎn)金進(jìn)行補(bǔ)償。

（4）形成日常監(jiān)測(cè)、定期檢測(cè)與災(zāi)后強(qiáng)制性檢測(cè)機(jī)制。①通過(guò)細(xì)分不同建筑物所有權(quán)類(lèi)型，明確特定既有建筑外保溫及飾面安全維護(hù)責(zé)任人的確定方法，將既有建筑外保溫及飾面的日常安全維護(hù)責(zé)任落實(shí)到人。外保溫安全維護(hù)責(zé)任人應(yīng)定期觀察外保溫材料有無(wú)脫落、起拱等異常現(xiàn)象，必要時(shí)委托具有資質(zhì)的第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)鑒定；②根據(jù)外保溫系統(tǒng)的使用年限，依據(jù)《建筑外墻外保溫系統(tǒng)修繕標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ 376—2015）中對(duì)于檢測(cè)周期的規(guī)定，委托具有檢測(cè)資質(zhì)的第三方機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)。定期檢測(cè)可首先采用外觀檢查方式進(jìn)行，對(duì)于檢查異常的外墻，根據(jù)程度不同，可依次進(jìn)行紅外熱像檢查、小錘敲擊檢查，直至采用破損檢測(cè)方法，明確缺陷程度，并由檢測(cè)單位出具檢測(cè)報(bào)告報(bào)政府主管部門(mén)備案，必要時(shí)由物業(yè)部門(mén)組織修繕；③形成既有建筑外保溫的災(zāi)后強(qiáng)制檢測(cè)機(jī)制。在遭遇臺(tái)風(fēng)、地震等影響后，政府主管部門(mén)應(yīng)通過(guò)災(zāi)害評(píng)估，確定需進(jìn)行災(zāi)后強(qiáng)制檢測(cè)的建筑類(lèi)型。災(zāi)后強(qiáng)制檢測(cè)可由物業(yè)管理部門(mén)委托政府認(rèn)可的檢測(cè)單位進(jìn)行，由檢測(cè)單位出具檢測(cè)報(bào)告報(bào)政府主管部門(mén)備案，必要時(shí)由物業(yè)部門(mén)組織修繕。

4 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前，節(jié)能、綠色、可持續(xù)發(fā)展的建筑理念已經(jīng)深入人心，外墻外保溫系統(tǒng)在這一建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)過(guò)程中發(fā)揮了巨大作用。通過(guò)系統(tǒng)梳理在外保溫推廣初期發(fā)生的墜落安全問(wèn)題，總結(jié)不成熟經(jīng)驗(yàn)并發(fā)現(xiàn)監(jiān)管漏洞，對(duì)于今后完善外墻外保溫系統(tǒng)體系，排除城市安全隱患具有重要意義。本文從完善標(biāo)準(zhǔn)體系、強(qiáng)化保修責(zé)任、加強(qiáng)物業(yè)監(jiān)管、形成監(jiān)測(cè)與檢測(cè)機(jī)制四方面提出了管理建議，以期為外墻外保溫系統(tǒng)防墜落安全管理提供參考。