建筑外墻保溫材料燃燒性能研究

張孝明

（山東華邦建設集團有限公司 山東 濰坊 262500）

1 引言

隨著科技發展觀念的有效應用，建筑工程外墻保溫技術與材料的綠色環保技術，成為目前階段建筑行業的重點研究內容。外墻保溫施工技術成為較為完善的施工體系，為了提升結構穩定的安全性，實現更為有效的防火效果，在施工過程中，要采用具有防火性能和環保性能的保溫材料，實現規范化的材料管理，避免造成安全隱患。

部分國家針對建筑物外墻保溫材料，制定了管理規范。目前來看，建筑外墻保溫材料在我國應用時間不長，處于初步探索階段。我國研究學者也針對外墻保溫材料的應用性能展開了有效研究，并提出了在建筑保溫材料中，要注重防火性能研究。建筑保溫材料的防火性能受到多種因素影響，其一是自身材料的影響因素，其二是外界環境的影響因素。建筑保溫材料分為無機保溫材料和有機保溫材料，在應用過程中，各有各的優勢和弊端。技術人員在進行材料選擇工作時，要針對實際問題，提出有效的改進方案，改善傳統模式下外墻保溫材料的易燃問題，提升外墻保溫材料的防火水平，為未來階段建筑外墻保溫材料研究工作提供參考依據。

2 建筑外墻保溫層防火性能的影響因素

2.1 外保溫系統

最為常用的保溫系統是利用有機保溫板的薄抹灰方式。其防火性能不強，被經濟發達國家進行了限制管理。我國針對這一問題沒有詳細規定，部分地區的高層建筑頻繁使用這種非易燃物的保溫材料，容易帶來較大的安全隱患。一旦發生火災事故，有機保溫板會產生大量煙塵和有毒氣體，阻礙人員逃生，不利于熄滅火災。另外，有機保溫板在受熱情況下，會膨脹變形，外墻上的瓷磚也會由于結構變化而脫落，給消防救援工作帶來極大阻礙，也給逃生人員帶來安全威脅[1]。目前來看，部分高層建筑物的有機保溫材料，尚未經過有效的防火處理，導致極大的安全隱患。在發生火災的情況下，保溫板和幕墻之間會形成一定空間，從而導致“煙囪效應”，不利于順利開展火災救援工作。可見，外保溫系統是建筑外墻保溫材料防火性能的重要影響因素。

2.2 保溫材料

外墻建筑保溫材料，在國際上已經有了極為廣泛的應用，歐美等發達國家在進行外墻保溫材料的防火性能研究工作時，得出了較為完善的研究成果。據有關調查表示，EPS板市場占有率為82%，巖棉系統市場占有率是15%，其他類型材料占剩下的份額[2]。巖棉保溫材料在國外應用市場的應用效率較高，但在我國應用市場中，應用效率較高的為有機保溫材料，不利于進行防火建設工作，再加之，施工過程中的安全管理不到位，也容易造成意外火災。

3 建筑外墻保溫材料的防火性能

3.1 無機保溫材料

巖棉屬于礦物棉的一種，是以天然巖石及礦物為原料制成的蓬松短細纖維。巖棉屬于一種絕熱物質，在常溫狀態下，其導熱系數為0.029～0.044W/m·K，可謂是絕佳的保溫應用材料。但巖棉屬于質量較重且承受能力較差的應用物質，在施工過程中，需要投入大量的人力和物力，進行架設工作。巖棉的可燃性較低，屬于一種良好的防火材料，按照GB8624-1997分級標準，通過GB/T5464-2010試驗方法檢測可以達到A級。巖棉的熱負荷承受能力較強，在火災的高溫環境下不會輕易收縮變形，造成坍塌現象[3]。

玻璃棉屬于一種人造無機纖維，在熔斷過程中形成棉狀材料，屬于玻璃類纖維，也是一種無機類材料。玻璃棉的變形幾率較小，體積密度較小，導熱能力不強，具有較強的保溫能力，隔音效果較好，抗腐蝕能力較強，能夠保持較為穩定的化學狀態和物理狀態。玻璃棉的特殊之處，在于具備獨特的多孔結構，具有極強的隔音效果。但玻璃棉的抗拉強度較低，不利于作為外墻防護系統，通常在屋頂層面進行應用。玻璃棉的熱承重能力較低，在400℃以下不會出現變形狀態。在實驗過程中，爐內溫度上升20℃時，會出現少量火焰，完成實驗后外觀出現明顯變化。以肉眼可見的速度，從淡黃色的蓬松纖維狀轉變成灰白色固體，表面較為光滑，具有顯著的脆性。玻璃棉也屬于一種常見的防火材料，在實際應用的過程中，能夠體現重要的應用價值，在建筑外墻保溫材料中也得到了有效應用。

3.2 有機高分子類保溫材料

聚苯板是具有揮發性質的液體發泡劑，經過預熱處理后，在模具中生成具有細微閉孔結構的固體材料。擠塑板是一種以聚苯乙烯樹脂為主料的混合物，在加熱處理的過程中加入催化劑，利用擠塑劑的連續反應，生成硬質泡沫塑料板。這兩種板材進行分析比較，可了解到聚苯板的分子密度較小，材料強度較小。但作為有機高分子類保溫材料，這兩種板材的價格較低，應用效果較好，應用周期較長，具有較強的性價比，在我國建筑市場中的應用效率較高。

綜合來看，有機高分子類保溫材料的應用范圍廣泛，且造價較低，但從防火安全的角度來看，這兩種板材都屬于易燃物質，抗腐蝕能力不強，在受熱環境下易分解出大量的有毒氣體。在高溫條件下也會出現軟化現象和融化現象。這兩種板材都被認定為B2級易燃物質，在實驗室的檢測過程中，根據檢測結果，了解到這兩種材料，在點燃的一瞬間，就開始猛烈燃燒，急速變形，產生大量的黑煙氣體。部分樣品脫離火焰，加入不同的阻燃劑會有不同的阻燃效果。在這樣情況下，質量水平較差的檢測樣品會繼續燃燒，同時出現嚴重的熔化現象，產生具有刺激性氣味的煙氣。質量水平較高的檢測樣品，會緩慢變形而逐步離開火焰在燃燒過程中形成空腔。經過對比分析，可了解到緩慢停止燃燒的檢測樣品，符合GB8624-97中的B1級的要求。可見，有機高分子類保溫材料，在經過適當的阻燃處理后，燃燒性能能夠得到有效改進。

4 外墻保溫材料的防火對策

4.1 嚴格進行外墻保溫材料的安全管理

根據我國消防條例法規，在施工過程中，要根據實際要求，采用合適的工程保溫管理措施，采用合適的技術管理手段，根據外保溫系統的構造要求，貫徹外墻保溫措施的安全管理工作。可考慮在有機保溫板中涂刷防火界面劑，改善有機保溫板的易燃問題，滿足外墻保溫材料的防火性要求，提升外墻保溫材料的安全管理力度，規避外墻保溫材料的火災隱患。

4.2 嚴格進行建設工程施工現場管理

要嚴格執行《建設工程施工現場消防安全標準》，完善施工現場的安全管理體系。針對動用明火的技術操作，要進行更為完善的消防安排。消防管理人員嚴格按照用火管理制度，進行審批工作，落實工作人員的實際職責，確定沒有火災隱患后，方可進行動火施工。工作人員要嚴格按照消防要求，落實消防措施，做好有效防護。電焊，氣焊，電工等特殊施工人員要經過專業培訓，拿到合格證書后持證上崗。一旦出現意外火災，受災嚴重區域則為重要防火地帶，在后續施工中進行規范管理。

4.3 建設常用的防火安全設施

在施工區域，根據具體要求，建設常用的防火安全設施。可采用不易燃的保溫材料建設防火隔離帶，系統內部任何事物之間不留空隙。可以在門窗洞口的上邊緣，水平擺放擋火梁，可適當延伸至豎向邊緣外[4]。在熱塑性保溫材料的建筑外墻中，為了維護穩定的工作狀態，一旦發生火災，為了減少火勢蔓延的可能性，可采用采用金屬固件進行加固操作。

4.4 定期開展消防安全培訓

建設單位和施工單位，要注重消防安全教育，提升工作人員的消防意識，針對施工人員展開專門的消防教育講座。在施工場地張貼消防標語，在員工的居住區域設立消防安全宣傳欄。在施工區域內懸掛消防安全警示圖，定期進行作業人員的消防技能培訓，定期開展消防疏散演習，提升工作人員的消防應變能力。

5 結語

目前階段，建筑外墻保溫系統在我國的應用效率逐步提升，在提升環保效益的同時，也帶來了防火問題。火災危險性是建筑外墻材料的危險因素，為了有效規避火災隱患，要提升保溫材料的防火性能。有機保溫材料屬于易燃物，如果不進行有效處理，可能會造成毀滅性的火災事故。要進行外墻保溫材料的燃燒性能研究，提升保溫材料的防火性能，為建筑行業提供安全保障，減少安全隱患，規避火災風險。