建筑物外保溫材料防火性能研究

劉乃勇

1 建筑物外保溫材料的種類及其特點

隨著建筑節能的不斷提高，建筑物外保溫材料的應用越來越廣泛。建筑物外保溫材料的種類眾多，以下將介紹常見的外保溫材料及其特點。

1.1 聚苯乙烯泡沫板

聚苯乙烯泡沫板（圖1）是一種常用的建筑物外保溫材料，具有優良的保溫性能和防火性能。但是，聚苯乙烯泡沫板在遇到高溫時易燃，容易釋放有毒氣體。

圖1 聚苯乙烯泡沫板（來源：來源網絡）

1.2 玻璃棉板

玻璃棉板（圖2）是一種無機保溫材料，密度小、導熱系數低、施工方便及抗壓強度高。但玻璃棉板的吸水性較強，容易引起霉菌和腐爛。

圖2 玻璃棉板（來源：作者自攝）

1.3 礦棉板

礦棉板（圖3）采用礦物質纖維材料制成，具有良好的保溫和隔音效果。但是，礦棉板比較脆弱，極易折斷，再加上表面會吸附粉塵，會危害人體健康。

圖3 礦棉板（來源：作者自攝）

1.4 聚氨酯泡沫板

聚氨酯泡沫板（圖4）是在催化劑、發泡劑、表面活性劑等作用下，經化學反應發泡而成，具有重量輕、導熱系數小、操作簡單及膠接效果好等特點。但是，這種物質在高溫下極易自燃，會產生劇毒氣體。

健康教育是精細化護理的一個重要組成部分，這與兒童家屬的有關預防接種知識的匱乏有著密切的關系。護士應開展多種形式的健康教育方法，如定期舉辦預防接種知識講座，免費為其發放宣傳手冊和宣傳頁，在接種室張貼宣傳海報，建立微信群、qq群，重視網絡教育平臺等，向其介紹有關預防接種的相關知識，尤其是重點的注意事項等，同時指導家屬在接種后48小時內應禁止給兒童洗澡，飲食注意清淡等[3] 。

圖4 聚氨酯泡沫板（來源：作者自攝）

1.5 外墻保溫一體化板材

外墻保溫一體化板材（圖5）是一種具有隔熱、防火和隔音性能的新型隔熱建材，在建筑物中已經得到了廣泛的應用。外墻保溫一體化板材雖然具有非常良好的阻燃性能，但是價格較高[3]。

圖5 外墻保溫一體化板材（來源：網絡）

2 建筑物外保溫材料防火性能案例分析

2.1 事故概述

2009 年2 月9 日，中央電視臺發生了一場重大的火災事故。這場火災由煙花引起，持續了6 h。火災發生地點位于中央電視臺的電視文化中心（TV Culture Centre，TVCC），該建筑的外層為鈦鋅板，內部包括防水層、保溫層、隔氣層等。火災從頂部開始向下蔓延，造成了巨大的經濟損失和社會影響。

據報道，此次火災是由一枚煙花引起的。火災起初從TVCC 的頂部開始蔓延，然后從建筑頂部的擦窗機檢修孔內落下高溫殘片，引燃了檢修通道內壁裸露的易燃材料，進而引發更大規模的火災。這次火災不僅造成了巨大的經濟損失，也使得外墻外保溫在我國遭到重大的質疑和非議。

2.2 事故原因

中央電視臺新址辦公室違反了有關煙花爆竹安全管理規定，未經有關部門許可，在建筑工地內違法組織了大型禮花焰火燃放活動。由于禮花彈爆炸后高溫星體落入文化中心主體建筑頂部擦窗機檢修孔內，點燃了檢修通道內壁上的易燃材料，從而引發了火災。這一活動組織不當導致安全距離不足，也是火災發生的一個重要原因。此外，文化中心主體建筑內部的防火設施也存在一定的問題，進一步加劇了火勢蔓延。

TVCC 大樓外層由一層鈦鋅鋼板構成，內層則由防水層、保溫層、氣體隔離層等組成。保溫層主要采用了擠壓板材，該材料的保溫效果較好，但防火性能較差，一旦發生火災，很難撲滅。

TVCC大樓內有一定的安全風險。比如，有些建筑物外部安裝了金屬夾板，金屬夾板之間易堆積粉塵等雜物，一旦發生火災，極易引起這些物品自燃，從而造成火災蔓延。另外，部分建筑物的消防安全門未按有關規定安裝或更換，如果發生火災，火災會迅速擴散。

除建筑物本身問題外，建筑物管理與監管方面也存在一定的問題。TVCC 雖然已安裝建筑消防系統，但是仍存在部分噴頭未通電、部分火警報警失效等問題。除此之外，在建筑安全管理方面也存在質量監督不力、材料檢測不嚴以及安全管理不力等問題。這些問題使得建筑防火性能以及安全性得不到保證，導致火災持續時間變長。

2.3 事故教訓

TVCC 大樓外墻采用了輕質鈦鋅合金板材，雖然有較強的抗腐蝕性，但在遇到高溫之后，這種材料會自燃，并釋放出有毒氣體。因此，只有選擇耐火性能好的建筑材料，才可以減少火災發生的風險。例如，使用阻燃材料、防火漆等可以提高建筑的耐火性能。

3 建筑物外保溫材料防火性能的影響因素

3.1 材料特性

3.1.1 材料密度

材料密度是指單位體積內所含的物質質量，是衡量建筑物外保溫材料密實程度的指標。建筑物外保溫材料的密度對其阻燃性能有較大的影響。在建筑物的外部保溫中，隔熱層具有更高的相對密度和更好的防火性能[4]。由于采用高密度隔熱材料，所需要的熱能及可燃物的含量較少，因此防火效果較好。

在實際工程中，應根據不同的建筑物要求選擇不同密度的建筑物外保溫材料。一般來說，對于需要較高防火等級的建筑物，應選擇密度較大的建筑物外保溫材料，以提高建筑物的防火安全性。例如，在高層建筑中，應使用密度較大的防火保溫材料，以保證建筑物的防火安全性。而對于一些低風險建筑物，可以選擇密度較小的建筑物外保溫材料，以降低成本和減少對環境的污染。

3.1.2 材料燃燒特性

材料燃燒特性是指材料在燃燒過程中的物理化學變化和燃燒性能的表現，具體包括燃燒性能、熱釋放率和煙氣毒性等相關指標。在建筑物外保溫材料的防火性能中，燃燒性能是最關鍵的指標之一。因此，材料的燃燒速度、燃燒溫度、燃燒時間是燃燒性能的重要參數。當建筑物外保溫材料的燃燒速度變快時，火災的蔓延速度就會加快，從而對人們的生命以及財產造成更大的威脅[5]。

材料的熱釋放率也是影響建筑物外保溫材料防火性能的一個重要因素。熱釋放率是指材料在單位時間內釋放的熱量，是衡量材料燃燒強度的指標。熱釋放率越大，燃燒的能量就越強，火災的蔓延速度也越快。因此，在選擇建筑物外保溫材料時，應該考慮其熱釋放率。選擇熱釋放率較小的材料，可以有效減緩火災的發展速度，提高建筑物的防火性能。

材料的煙氣毒性也是影響建筑物外保溫材料防火性能的重要因素之一。材料燃燒時會產生大量的煙霧和有毒氣體。這些煙霧和有毒氣體會嚴重影響人們的健康，甚至會引起窒息和中毒等癥狀。因此，在選擇建筑物外保溫材料時，應考慮其煙氣毒性。選擇煙氣毒性低的材料，可以有效減少煙霧和有毒氣體對人體健康的危害，保障人們的生命安全。

3.1.3 添加劑

添加劑作為一種化學制劑可以在材料的加工、制造過程中加入，具有提高材料性能的作用。在建筑物外保溫材料中加入添加劑，可以改善其物化性能，提高其防火性。不同類型的阻燃劑具有不同的作用機制和作用效果，選擇合適的阻燃劑可以在保證材料整體美觀的同時，大幅提高其防火性能，延長其使用壽命。常用的阻燃劑包括納米氧化鋁、磷酸鋁銨、硅酸鋁鹽等。

3.2 外部環境因素

3.2.1 氣候條件

建材的干燥和潮濕狀況與建材的防火特性有著密切的聯系。當氣候變得更加干燥時，建筑物絕緣體容易燃燒，對于氣溫以及氧氣含量的要求變得更低，從而造成更嚴重的火情。在建筑物所在地區較為干燥的情況下，應該選擇防火性能優良的建筑物外保溫材料。

溫度也是影響建筑物外保溫材料防火性能的重要因素之一。在高溫環境中，建筑物的外保溫材料很容易出現脆性損傷，從而造成保溫性能降低。因此，在建筑物外保溫工程建設中，一定要將其作為一項重要的測量指標。在室外溫度較高的情況下，選擇的建筑物外保溫材料必須具有較強的耐火性能和耐熱性能。

季節也是影響建筑物外保溫材料防火性能的因素之一。不同季節的氣候條件會對建筑物外保溫材料的防火性能產生不同的影響。例如，在冬季，建筑物外保溫材料可能會與周圍環境形成較大的溫差，從而降低材料的防火性能。因此，在選擇建筑物外保溫材料時應該考慮季節因素，并根據當地的氣候條件選擇合適的建筑物外保溫材料。

3.2.2 周圍建筑物的間距及密度

建筑外保溫材料與周邊建筑之間的間距對其防火安全有很大的影響。當相鄰建筑間的間距過小時，火勢更容易向其他建筑蔓延，增加了建筑外保溫材料的自燃及發生自燃危險。在建筑設計中，必須考慮建筑與周邊建筑之間的空間距離，使建筑與周邊建筑之間的空間間隔盡可能大，以降低火災蔓延的風險。

周圍建筑物的高度也是影響建筑物外保溫材料防火性能的重要因素之一。如果周圍建筑物的高度比建筑物外保溫材料高，發生火災時容易產生較大的火勢，從而加大建筑物外保溫材料的著火和燃燒風險。因此，在設計建筑物時，需要考慮周圍建筑物的高度。

周圍建筑物的密度也會影響建筑外墻保溫材料的防火性能。如果周圍建筑的密度較大，在發生火災時，建筑物外保溫材料極易著火。因此，在進行建筑設計時，必須考慮周邊建筑物的密度，所使用的建筑物外保溫材料必須具有良好的防火性能，并且能夠有效抵御周邊建筑物的火災。

4 提高建筑物外保溫材料防火性能的策略

4.1 添加防火劑

將防火劑加入建筑物外保溫材料中，可以有效提高其防火性能。目前，防火劑主要有2 種：一種是無機防火劑，另一種是有機防火劑。氫氧化鋁、氧化鎂、硅酸鋁鈣是目前廣泛使用的無機阻燃材料，可有效降低火災風險。含氮、磷、鹵素的有機阻燃劑在燃燒時會生成不穩定的氣體，可抑制火焰擴散。因此，在設計建筑物時，設計人員應該根據建筑物的實際情況和當地的氣候添加選擇合適的防火劑。

4.2 加強氣候條件的監測和預警

在建筑物外保溫工程的施工中，外保溫材料的防火性能與氣候條件有很大的關系。在高溫、干旱、強風等極端天氣條件下，建筑物外保溫材料自燃風險顯著增加，如何有效控制其自燃，已經成為目前亟待解決的難題。

因此在做好建筑物外保溫材料的防火工作外，還要加強氣候條件的監測和預警。具體措施為：第1，全面監測建筑物外保溫材料所處的氣候環境。利用氣象監測儀器監測氣溫、濕度、風力等氣候因素，并記錄數據。第2，關注氣候條件的變化趨勢。通過分析氣象資料了解氣候的變化趨勢，并及時發布氣象預警信息，提醒有關單位和人員采取防范措施。第3，建立監控體系和預警機制。為及時發現火災隱患，可以在建筑物外保溫材料的安裝位置設置火災監測器、煙霧探測器等設備。

4.3 設置防火分區

為防止火災蔓延，應在建筑物周圍設置防火分區。建筑防火分區和周邊建筑防火分區應相互銜接，共同構成消防系統。防火分區必須設置防火墻和防火隔板，且防火隔板和防火墻應按國家有關規定設計，并經專業單位驗收合格。

5 結語

建筑外墻外保溫系統的防火安全性，與其自身的耐燃性有著直接聯系。為進一步提高外墻外保溫系統的防火性能，需要合理選擇外墻外保溫材料，并且加強外墻外保溫防火施工管理，增強相關人員的消防意識，落實安全職責。