關于底商住宅外墻外保溫材料防火設計的探討

秦彬

0 引言

當前房地產市場建筑防火問題日益突出，國家及地方相關部門針對建筑防火出臺了很多法律、規范、措施、要求，其中針對建筑外保溫材料防火做了很多較為詳細的規定。因建筑外保溫材料選用、設計或施工不當，造成的火災損失觸目驚心。比如2009 年2 月9 日晚中央電視臺新址文化中心發生的特大火災；2010 年11 月15 日下午上海靜安區膠州路教師公寓火災以及2011 年2 月3 日凌晨沈陽皇朝萬鑫大廈火災，均是因火源引燃外墻外保溫材料，引發火勢迅速蔓延造成的。針對外墻外保溫材料防火這一突出問題，公安部消防局在2011 年3 月14 日發布了編號為公消[2011]65 號，題為《關于進一步明確民用建筑外保溫材料消防監督管理有關要求的通知》（簡稱65號文），將建筑外保溫材料的燃燒性能統一確定為A 級。此舉一度對房地產市場的設計、施工、材料生產、供應以及審批產生了較大影響。后來盡管在2012 年12 月3 日，公安部消防局下發《關于民用建筑外保溫材料消防監督管理有關事項的通知》（350 號文），取消執行65 號文，但由此可以看出外墻外保溫材料確實與建筑的防火安全密切相關。然而由于建筑類型的多樣，以及對防火設計的從嚴要求，導致業內對外墻外保溫材料適用類型及范圍存在爭議和分歧，需要進行必要的探討和澄清。

關于外墻外保溫材料的防火要求，目前絕大多數地區仍舊按《建筑設計防火規范》GB50016-2014（2018 年版）（以下簡稱《防火規范》）執行。當前很多住宅項目均涉及下部為底商上部住宅的業態布置方式。針對這類建筑，其外保溫材料燃燒性能是按照人員密集場所要求的A 級確定，還是可以按照不同功能區域分別確定，業內存在著不同的看法。本文基于對《防火規范》的理解，根據建筑具體形式、火災蔓延特點以及結合外墻外保溫材料的特點進行分析。

1 常見的外墻外保溫材料種類及相關性能

目前常見的外墻外保溫材料按照其材料構成區分，可以分為無機型外墻保溫材料和有機型外墻保溫材料兩大類。通常無機型保溫材料可以達到A 級燃燒性能，即為不燃材料。而有機型保溫材料通常其燃燒性能為B1 級或B2 級，即為難燃材料或可燃材料。對于B2 級的可燃性外墻保溫材料，《防火規范》不建議使用，且針對B1 或B2 級的外墻保溫材料，《防火規范》還要求“保溫材料兩側的墻體應采用不燃材料且厚度均不應小于50mm”，通過采用不燃材料對難燃或可燃的保溫材料進行有效包覆，進一步增強外墻外保溫材料的防火性能。外墻外保溫材料除了具備一定的防火要求外，需要滿足熱工、強度以及施工便利等要求。通常要求其導熱系數低、熱阻高，具備一定的強度、粘結性好，以及耐久、收縮率小等特點。本文著重就外墻外保溫材料的燃燒性能展開討論。

對于無機型外墻外保溫材料常見的有玻璃棉、巖棉、膨脹玻化微珠保溫漿料等。這類保溫材料防火性能均為不燃材料，不存在火災隱患，然而由于其他性能存在不足，導致其在建筑中難以大規模推廣使用。例如玻璃棉、巖棉粘結性不好，材料強度低，導致外飾面施工困難，尤其是巖棉，當在外墻被水打濕浸泡后，其保溫性能會大打折扣。因此對于大量涂料類外墻或貼磚類外墻不適用玻璃棉或巖棉作為外保溫材料。再如膨脹玻化微珠保溫漿料盡管粘結性好，但其保溫性能欠佳，因此多用于非采暖區或房間的外墻。目前對于需要使用達到A 級防火性能的外墻保溫材料，多采用無機活性墻體保溫隔熱材料，該材料具備保溫隔熱、安全防火、施工簡便、耐候性佳、價格合理、運輸方便等特點，得到越來越普遍的使用。

有機型外墻外保溫材料有膨脹聚苯板（EPS 板）、擠塑聚苯板（XPS 板）、膠粉聚苯顆粒以及酚醛樹脂復合板等。前兩者燃燒性能為B2 級，后兩者燃燒性能為B1 級。目前市場上運用較為普遍的是擠塑聚苯板。擠塑聚苯板的導熱系數約為0.028～0.030，保溫效果好，材料強度高，耐潮濕，為增強其防火性能，同時便于立面涂料、面磚施工，其表面通常需要采用掛網、抹灰處理。

2 底商住宅外墻外保溫材料防火設計分析

通常對于使用功能全部為住宅的建筑，其外墻外保溫材料如何設計，業內沒有太多爭議。《防火規范》第6.7.2 條第二款明確指出，除第一款所列情況外，“對于其他場所，應采用低煙、低毒且燃燒性能不低于B1 級的保溫材料”。但目前很多小區存在下部為商業，上部為住宅的復合使用功能的建筑類型。對于該類型建筑是否整棟樓都應該完全按照《防火規范》第6.7.2 條第一款所述定義為“人員密集場所”，是值得商榷的。

首先就使用功能來看，下部為商業，上部為住宅的建筑，與相同層數全部為商業的建筑是有區別的。不僅人員密集程度有差異，而且火災危險性不盡相同，一旦著火，后者的危險性和破壞性明顯超過前者。因此有必要對這兩類建筑區別對待。在實際工程設計中，只要能夠做好底部商業和上部住宅兩者之間的防火隔離，就可以最大程度降低下部商業著火對上部住宅的影響。筆者建議根據實際使用功能不同，下部商業部分作為人員密集場所看待，上部住宅可按《防火規范》第6.7.2 條第二款的“其他場所”看待，具體理由如下：

就首、二層商業外墻與上部住宅外墻的剖面關系而言，存在上部住宅外墻與下部商業外墻重合（如圖1 所示）、上部住宅外墻相對商業外墻挑出（如圖2 所示）、上部住宅外墻相對商業外墻縮進（如圖3 所示）三種情況。

圖1 上部住宅外墻與下部商業外墻重合

圖2 上部住宅外墻相對下部商業外墻挑出

圖3 上部住宅外墻相對下部商業外墻縮進

下面針對以上三種情況涉及的外墻外保溫材料的燃燒性能，分別予以討論。

對于圖1 剖面類型的底商住宅，由于人員密集場所火災危害性較大，且商業業態往往存在可燃物較多，用電負荷較大，對于餐飲業態類商業還存在廚房等用火房間，火災危險性較住宅更大，因此下部商業外墻保溫材料可以采用燃燒性能為A 級的不燃燒材料做外墻保溫材料。而如果在商業外窗洞口上皮以上1.2m 的范圍設置通長的A 級保溫材料，上部住宅的外墻保溫材料可以根據建筑高度采用B1 或B2 級保溫材料（如圖4 所示）。

圖4 上部住宅外墻與下部商業外墻重合外墻保溫示意

燃燒性能為A 級的外墻保溫材料可以起到阻斷保溫材料著火蔓延的作用。外墻外保溫材料規定燃燒性能，主要是為了防止因室內外明火點燃外保溫材料，從而引起火災向上蔓延。通常因室外火源點燃外墻保溫材料的情況不多見（此類情況多由鄰近樓棟失火造成防火隔離失效引起），更多的情況是由于下部樓層失火，造成火焰通過外門窗洞口向上蔓延，點燃上部外保溫材料或上層窗戶附近的可燃物引起。當外墻保溫被點燃后有可能通過外墻門窗進入上層室內空間，從而加劇火災的破壞程度。為增強外保溫材料的耐火性能，防火規范要求外墻外保溫系統采用不燃材料在其表面設置防護層，并且規定當采用B1、B2 級保溫材料時，防護層厚度首層不應小于15mm。同時，為阻斷因下層外墻保溫材料著火蔓延至上一層，規范還要求當建筑的屋面和外墻外保溫系統均采用B1、B2 級保溫材料時，應在保溫系統中每層設置水平防火隔離帶。防火隔離帶應采用燃燒性能為A 級的材料，防火隔離帶的高度不應小于300mm。這里看出燃燒性能為A 級的材料可以起到防火隔離的作用。

火災蔓延對門窗洞口以上1.2m 范圍以外的區域影響不大。為阻斷下層火災通過外門窗洞口向上蔓延，規范規定建筑外墻上、下層開口之間應設置高度不小于1.2m 的實體墻或挑出寬度不小于1.0m、長度不小于開口寬度的防火挑檐；當室內設置自動噴水滅火系統時，上、下層開口之間的實體墻高度不應小于0.8m。當上、下層開口之間設置實體墻確有困難時，可設置防火玻璃墻，但高層建筑的防火玻璃墻的耐火完整性不應低于1.0h，多層建筑的防火玻璃墻的耐火完整性不應低于0.5h。外窗的耐火完整性不應低于防火玻璃墻的耐火完整性要求。可以將1.2m 高的實體墻或防火玻璃墻看作是上下層之間的防火隔離帶，當此區域內的保溫材料為A 級材料時，可以阻斷下部建筑著火對上部外墻保溫材料的影響。

綜上，在下部商業外窗門洞口上皮以上1.2m 通長范圍內設置A 級防火保溫材料，可以阻斷下部商業著火對上部住宅的影響，上部住宅外墻保溫材料可以選用B1 或B2 級材料。同樣，該通長范圍內的A 級防火保溫材料也可有效阻止上部住宅著火后對下部商業的蔓延。

對于圖2 剖面類型的底商住宅，可以將住宅外挑部分看作是下部商業的防火挑檐，此時只要外挑部分底部采用A 級保溫材料，外挑長度達到1m 以上，就可以阻斷下部商業著火對上部住宅的影響。因此住宅也是可以采用B 級外墻保溫材料的（如圖5 所示）。

圖5 上部住宅外墻相對下部商業外墻挑出外墻保溫示意

對于圖3 剖面類型的底商住宅，由于下部商業外門窗上口通常有結構梁高度，再加上女兒墻高度，一般來講往往已經大于1.2m，在這種情況下，上部住宅可以采用B 級外墻保溫材料。需要強調的是當商業屋頂保溫材料為B2 或B1 級時，為防止住宅著火后通過外墻向下蔓延，商業屋面與住宅外墻之間應采用寬度不小于500mm 的不燃材料設置防火隔離帶進行分隔（如圖6 所示）。

圖6 上部住宅外墻相對下部商業外墻縮進外墻保溫示意

3 結論

以上通過對《防火規范》條文的解讀，以及不同剖面形式底商住宅外墻保溫材料及構造對于阻隔火災蔓延的相關探討，可以得出如下結論：

（1）對于底商住宅類型建筑，應將底商部分與住宅部分進行區分，分別按照“人員密集場所”和“其他場所”進行外墻保溫材料選擇和防火構造設計。

（2）針對不同剖面類型的底商住宅，可以采用不同的構造措施來阻止外墻火災的蔓延，但上部住宅外墻均可選用B1級或B2 級外墻保溫材料，而下部商業外墻均應采用A 級外墻保溫材料。

盡管目前偶爾仍有因外墻外保溫材料引發火災蔓延的案例，但不應籠統認為均是保溫材料出了問題，需要具體問題具體分析。例如在幕墻式外墻中，當保溫材料與外掛材料（玻璃、石材或金屬板）出現空腔時，極易引發煙囪效應，造成火災的蔓延。因此，阻止外墻保溫材料引起的火災蔓延，除了需要依靠保溫材料自身的防火性能外，合理的構造措施也是必不可少的。然而由于目前對于該底商住宅保溫材料缺乏明確的法規指導意見，再加上業內普遍對防火設計的從嚴要求，導致很多地方實際上仍然將底商住宅當做人員密集型建筑看待，并要求上部住宅與下部商業均采用A 級外墻保溫材料。希望通過本文對于該問題的探討，加深業內相關部門及行業設計、研究人員對這一問題的理解，并促進爭議問題的解決。