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建筑节能外墙保温材料防火性能研究樊自强

发表时间：2021/7/12 来源：《建筑模拟》2021年第3期作者：樊自强1 马小飞2 范晓杰3

[导读] 建筑外墙保温材料是目前阶段建筑节能领域的重要应用材料。在建筑工程中，外墙保温施工技术得到了有效应用，也成为建筑领域的重点研究内容。为了提升安全管理能力，要注重外墙保温材料的性能研究工作。大部分外墙保温材料属于高防火材料，本文针对建筑外墙保温材料的燃烧性能进行技术论述，根据保温材料种类，进行分类论述，旨在为环保施工工作提供参考依据，减少外墙保温材料的安全隐患，为环保施工提供安全保障。

        1.身份证：6228251980****0017
        2.身份证：6101261985****6338
        3.身份证：6103211988****0611
        摘要：建筑外墙保温材料是目前阶段建筑节能领域的重要应用材料。在建筑工程中，外墙保温施工技术得到了有效应用，也成为建筑领域的重点研究内容。为了提升安全管理能力，要注重外墙保温材料的性能研究工作。大部分外墙保温材料属于高防火材料，本文针对建筑外墙保温材料的燃烧性能进行技术论述，根据保温材料种类，进行分类论述，旨在为环保施工工作提供参考依据，减少外墙保温材料的安全隐患，为环保施工提供安全保障。
        关键词：建筑节能；外墙保温材料；防火性能

        1.引言
        目前，绿色建筑成为我国一个重大课题，在施工过程中如何克服不同地区温度、气候差异实现建筑保温是主要问题。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。本文将以目前市面上建筑外墙常用材料的保温、防火性能为主要内容展开分析，探讨建筑外墙保温材料防火性能的重要性。
        2.外墙保温概述
        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。
        3.建筑保温材料火灾危害性
        建筑外墙保温材料起火引发的火灾事故频频发生。针对目前常用的建筑保温材料的火灾危险性进行分析可以发现，其导致的火灾事故具有隐蔽性、起火点难以确认，火灾蔓延迅速，火灾面积大，火灾救援困难等特点。建筑外墙保温材料在火灾发生之初一般是在墙壁夹层内发生，起火点十分隐蔽，往往较难被发现，无法在短时间内确认，不利于消除和控制初期火灾。同时，在良好的通风条件下，一旦起火便会迅速蔓延，火灾持续时间长，起火面积大，造成巨额的经济损失。这些特点也使得建筑外墙保温材料起火造成的火灾扑救非常困难。有机类保温材料起火燃烧时往往形成更多浓烟，同时其本身易燃的特点使得现场火势蔓延方向多变。由于保温层中存在空隙，充分接触氧气后火势难以控制，使用有机类保温材料的高层建筑在极短的时间内便会蔓延至建筑整体燃烧。同时，建筑外墙保温材料燃烧导致的火灾一旦出现快速蔓延，极易引燃筑物内部空间的易燃物，造成更大规模的火灾，对建筑内财产、人员安全也造成极大威胁。2015年某地教师公寓外墙保温起火，火灾造成多达100多人的伤亡后果，造成巨额经济损失和极其恶劣的社会影响。
        4.建筑外墙保温材料的防火性能
        4.1无机保温材料
        岩棉属于矿物棉的一种，是以天然岩石及矿物为原料制成的蓬松短细纤维。岩棉属于一种绝热物质，在常温状态下，其导热系数为0.029～0.044W/m·K，可谓是绝佳的保温应用材料。但岩棉属于质量较重且承受能力较差的应用物质，在施工过程中，需要投入大量的人力和物力，进行架设工作。岩棉的可燃性较低，属于一种良好的防火材料，按照GB8624-1997分级标准，通过GB/T5464-2010试验方法检测可以达到A级。岩棉的热负荷承受能力较强，在火灾的高温环境下不会轻易收缩变形，造成坍塌现象。玻璃棉属于一种人造无机纤维，在熔断过程中形成棉状材料，属于玻璃类纤维，也是一种无机类材料。玻璃棉的变形几率较小，体积密度较小，导热能力不强，具有较强的保温能力，隔音效果较好，抗腐蚀能力较强，能够保持较为稳定的化学状态和物理状态。

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玻璃棉的特殊之处，在于具备独特的多孔结构，具有极强的隔音效果。但玻璃棉的抗拉强度较低，不利于作为外墙防护系统，通常在屋顶层面进行应用。玻璃棉的热承重能力较低，在400℃以下不会出现变形状态。在实验过程中，炉内温度上升20℃时，会出现少量火焰，完成实验后外观出现明显变化。以肉眼可见的速度，从淡黄色的蓬松纤维状转变成灰白色固体，表面较为光滑，具有显著的脆性。玻璃棉也属于一种常见的防火材料，在实际应用的过程中，能够体现重要的应用价值，在建筑外墙保温材料中也得到了有效应用。
        4.2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。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。三者的单体燃烧实验显示，遇火后，模塑板出现燃烧现象，但火势蔓延慢且范围小，挤塑板遇火迅速燃烧且火速与范围较模塑板都更为严重，而硬泡聚氨酯火焰蔓延迅速且范围最广，还会产生刺激性气体。
        5.外墙保温材料的防火对策
        5.1严格进行建设工程施工现场管理
        要严格执行《建设工程施工现场消防安全标准》，完善施工现场的安全管理体系。针对动用明火的技术操作，要进行更为完善的消防安排。消防管理人员严格按照用火管理制度，进行审批工作，落实工作人员的实际职责，确定没有火灾隐患后，方可进行动火施工。工作人员要严格按照消防要求，落实消防措施，做好有效防护。电焊，气焊，电工等特殊施工人员要经过专业培训，拿到合格证书后持证上岗。一旦出现意外火灾，受灾严重区域则为重要防火地带，在后续施工中进行规范管理。
        5.2研发防火性能更优的建筑保温材料
        鉴于建筑节能与建筑消防安全现状，进一步开发保温节能效果优异，又能降低建筑火灾风险的节能环保材料尤为重要。首先，应对现有保温材料的防火性能进行完善和提高。针对有机类保温材料，通过研发新的界面剂和阻燃剂等手段更加有效的提升材料的防火等级，从材料源头实现阻隔火焰传播蔓延。针对无机类保温材料，如岩棉等，应从其易吸水、强度差、施工难度高等方面进行改进，扩大其在建筑保温领域的应用范围。同时，还应加大真空绝热板等新型复合保温材料的研发力度，降低其成本，推广实现其在建筑行业的大规模应用。
        6.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。
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