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摘要:现代科学技术的发展对建筑行业起到了良好的推动作用,利用先进的施工技术与材料可以有效提升建筑工程的综合质量。然而,建筑材料种类越来越复杂,对消防安全构成了一定程度的影响。建筑保温材料引发的无数火灾又让人们看到保温材料防火性的重要,建筑外墙的有效防火是对高层住户生命的保障。本文就此进行了分析。
关键词:建筑节能;外墙保温材料;材料防火
1外墙保温材料概述
1.1外墙保温
建筑外墙保温系统是一种建筑保温技术的重要组成部分,通过采用保温技术与材料对建筑外部构建保温系统,不仅可以提高保温效率,还可以对整套系统的应用成本进行控制。在现阶段的外墙保温系统中,主要采用混凝土复合保温板、聚苯乙烯泡沫板、玻璃棉以及岩棉等材料。但是外墙保温技术也存在一些缺点,例如,在工程项目建造与施工过程中,由于大部分保温材料暴露在室外,容易受到外部环境的影响,因此,选择材料时要综合分析各类材料的防火性能与质量影响因素。
1.2墙体外保温系统在防火安全性上的局限
我国外墙保温系统在防火安全性上与欧美发达国家相比还存在一定局限。由于技术原因,我国的保温材料与欧美等国相比还有一些差距。岩棉是一种优质高效的保温材料,有良好的保温隔热性能且适用范围广、防火无毒、使用寿命长,是建筑等行业公认的性能优良的材料,在欧洲的建筑市场中它也被大量运用,仅北欧岩棉的人均消耗便达到20kg。在国内,却由于抗拉强度及吸水率等技术性能指标与国外产品相差甚远而无法得到广泛运用。另外,国内的地域差异大并且冬夏季温、湿度等差异也很大,大部分地区四季分明,冬季和夏季的墙体温度与水蒸气压力相差甚远,所以岩棉系统的高吸湿性和吸水性也是很大的局限。
2建筑外墙保温系统防火安全性能影响因素分析
2.1保温材料
外墙保温系统在西方国家已经应用多年,相关系统技术比较成熟。根据统计结果可知,在当前外墙保温材料市场中,EPS保温板的市场份额约为82%;岩棉系统与保温份额约为4%。我国在对保温材料进行选择时,仍然将易燃可燃的有机保温材料作为外墙保温主要材料,当建筑发生火灾时,会造成无法估量的损失。
2.2保温系统
进行建筑工程项目的外墙保温系统施工时,不同保温材料需要选择相应的保温系统,以EPS保温板为例,当前的普遍施工方式为薄抹灰,这种技术方式的防火性能较低,存在较大的火灾风险,当发生火灾事故时,有机保温板燃烧的火焰与毒气会对逃生者的生命安全构成严重威胁。此外,在多数公共建筑中,在使用有机保温材料时缺乏防火隔离措施,火灾发生时,有机保温板与幕墙之间存在很大的空腔,导致墙体与保温板之间形成烟囱效应,进而加快火势的蔓延速度。
3建筑节能外墙保温材料防火性能及选用
3.1用于外墙保温的有机材料性能
我国建筑体系中主要采用有机保温材料作为外墙外保温材料,这种材料能有效降低能耗,其中模塑聚苯板、挤塑聚苯板、硬泡聚氨酯等在实际施工中的运用较多。模塑板是以可发性聚苯乙烯珠粒为原料的有机材料,这种材料中含有挥发性液体发泡剂,经加热发泡后在模具中成型就得到这种保温板材[1]。挤塑板是聚苯乙烯树脂经挤压制造出的板材,它拥有连续表层及闭孔式蜂窝结构。与模塑板比,强度、保温性、抗水汽渗透性都更优,浸水状态下仍能保持保温性能和强度性能,但其阻燃防火性能较弱。硬泡聚氨酯材料中一般添加有阻燃剂,所以其阻燃性能有很大改善。
这三种材料均能通过B1(C)级燃烧性能试验,符合GB/T29906-2013、GB/T30595-2014、JGT420-2013规定。
3.2用于外墙保温的无机材料性能
作为常用保温材料的A级无机材料,岩棉、聚合聚苯板、真空绝热板、胶粉聚苯颗粒保温浆料几种也被运用得较多。岩棉的保温性能优良,但抗拉强度低导致了它不能被广泛应用。聚合聚苯板的燃烧性能受无机材料种类、添加量、生产工艺等多方面的影响。真空绝热板能有效避免热传导、热辐射、热对流,且防火性能好。胶粉聚苯颗粒保温砂浆的抗压强度和附着力等性能指数也都表明它是优良的保温材料,并且它的干燥收缩率很小,不易开裂[2]。岩棉是一种无机纤维保温材料,燃烧性能优良可达A1级标准,化学性能稳定,在不燃性试验中出现融化变形现象。聚合聚苯板中有机物模塑聚苯乙烯颗粒的存在影响其燃烧性能,在单体燃烧实验中可达A级要求,但在热值实验中,不能通过A2级燃烧性能试验。真空绝热板在不燃性试验中试验前后样品状态基本无变化,燃烧性能达到A2级。胶粉聚苯颗粒砂浆能通过A1级燃烧实验。岩棉、胶粉聚苯颗粒砂浆燃烧性能级别为A1,防火性能更优,但岩棉易吸水,吸水后会导致保温性能降低。真空绝热板可达到A2级,对比岩棉、胶粉聚苯颗粒耐水性等方面更有优势。
3.3科学布置外墙保温系统
为提升建筑外墙的防火性能,首先要科学布置外墙保温系统,避免施工中造成的火灾隐患,具体从以下方面展开:1)结合建筑项目外墙的实际情况选择保温材料,并且根据保温材料的种类选定契合的施工技术,例如,刚建成的建筑宜选择能够满足建筑外墙保温系统阻隔火焰传播能力需求的保温材料,在选定施工材料后,还要针对建筑的防火性能展开测试,根据测试结果布置相应的防火措施,兼顾外墙保温系统的保温与防火性能。2)针对已经使用可燃性建筑外墙保温材料的建筑,需要将防范火焰传播作为保温系统的构建重点,例如,以建筑构造为基础对竖向与横向的分隔工作进行调整优化[3]。3)针对建筑火焰的传播特点进行研究,提前制定相应的防治措施,实现与建筑外墙保温材料的合理分隔,这样可以抑制火灾隐患的进一步蔓延。此外,为提升外墙保温系统的应用质量,还要对其外表层进行防护处理,例如,采用水泥砂浆对外表层进行涂抹,强化建筑工程的整体防火性能。
3.4合理选择外墙保温材料
在当前的保温材料市场中,可以将其分为有机保温材料与无机保温材料,其中,有机保温材料主要有挤塑板、聚苯板、酚醛树脂、聚氨酯泡沫等;无机保温材料主要有加气混凝土、石棉、泡沫玻璃以及泡沫混凝土等。无机保温材料具有导热系数低于抗火性能强的特点,而且实践应用中能够体现出良好的防火性能。但是无机保温材料中泡沫玻璃的应用成本较高,无法在建筑工程中大批量使用,同时,岩棉、石棉以及矿棉等纤维保温材料虽然防火性能好且成本低,但是会造成环境污染,对人体生命安全造成伤害,因此也不宜作为外墙保温材料[4]。在有机材料中,聚氨酯硬泡塑料与酚醛树脂泡沫虽然防火性能良好,但是应用成本较高,为改善有机保温材料的应用性价比,应选择EPS板,并且持续对该类材料的阻燃、抑烟、抗火性能进行提升,以此提升外墙保温材料的应用价值。
结束语
近年来,我国建筑材料的需求量逐渐增加,建筑人身上的责任也更重,在选用建筑材料的时候,要符合绿色环保理念,在外墙保温施工过程中,也要考虑材料防火性。未来,科研人员应积极探索分析外墙保温材料的各项化学性能,为可持续发展绿色建筑提供更有意义的方向指引。
参考文献:
[1]朱蕾.建筑外墙保温泡沫材料防火性能评估方法研究[J].长春工程学院学报(自然科学版),2019,20(03):1-4.
[2]陈峰.论外墙保温材料在施工中的应用[J].中国建材科技,2019,28(04):16-17.
[3]闫实,刘皓.浅论建筑物外墙保温材料的火灾危险性与防火对策[J].绿色环保建材,2019(08):7-8.
[4]康龙.建筑外墙保温材料的防火性能设计探究[J].山西建筑,2017,43(01):199-200.