淺論建筑外墻保溫系統(tǒng)與防火性能

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　建筑外墻保溫是建筑節(jié)能的重要內(nèi)容之一，其核心是保溫材料。不同類型材料的導(dǎo)熱系數(shù)差異較大，導(dǎo)熱系數(shù)越小，其保溫隔熱性能越好，一般來說，有機(jī)保溫材料熱工性能要優(yōu)于一般無機(jī)保溫材料。

　與世界各國一樣，目前我國保溫材料大多采用有機(jī)高分子發(fā)泡保溫材料，如模塑聚苯板（EPS）、擠塑聚苯板（XPS），硬質(zhì)發(fā)泡聚氨酯等，雖然相應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)都對其阻燃性能提出了要求，但限于目前應(yīng)用的技術(shù)水平和技術(shù)條件，其本質(zhì)上仍屬可燃材料，材料自身的阻燃性能指標(biāo)尚不能完全滿足建筑防火安全的要求。

　“外墻外保溫系統(tǒng)”是指依附于建筑外墻上、位于建筑主體結(jié)構(gòu)外墻外側(cè)的系統(tǒng)，對建筑起保溫作用。外墻外保溫系統(tǒng)又可采用粘貼、噴涂、澆注和機(jī)械錨固等多種施工方法，但保溫材料是直接附著在基層墻體上的，外部的裝飾材料可以是涂料、面磚、石材、金屬板材等，也可以做成帶龍骨的幕墻保溫系統(tǒng)。系統(tǒng)都是有基層墻體作為支撐的，沒有基層墻體的全幕墻系統(tǒng)暫未列入研究內(nèi)容。根據(jù)國外的先進(jìn)經(jīng)驗，針對不同類型的外墻外保溫系統(tǒng)采取科學(xué)適度的防火構(gòu)造措施（例如設(shè)置防火隔離帶、加厚防火保護(hù)層）可以滿足建筑成品整體構(gòu)造防火安全的要求，確保建筑物在火災(zāi)發(fā)生時火情不會蔓延。

　因此，完善外保溫系統(tǒng)的整體構(gòu)造應(yīng)作為提高我國建筑外墻外保溫系統(tǒng)防火安全性能的重要途徑。

　防火評價試驗先行

　對外保溫系統(tǒng)進(jìn)行防火安全性能評價是以試驗為基礎(chǔ)的，采用的試驗?zāi)Ｐ蛻?yīng)能夠表征系統(tǒng)在實際火災(zāi)中的狀態(tài)，試驗結(jié)果應(yīng)客觀地反映外保溫系統(tǒng)的防火安全性能。只有選擇正確的試驗方法，才能客觀、科學(xué)地評價外保溫系統(tǒng)防火安全性能。

　從試樣尺度劃分試驗方法的類別，包括小尺寸試件試驗、中尺寸試件試驗和大尺寸模型火試驗。小尺寸試驗主要是對保溫材料的燃燒性能進(jìn)行檢驗；中尺寸試驗可以對保溫材料的燃燒性能進(jìn)行檢驗，也可以針對具有某種構(gòu)造的外保溫系統(tǒng)進(jìn)行檢驗，但所涵蓋的系統(tǒng)構(gòu)造往往十分有限；大尺寸試驗可以對整個外保溫系統(tǒng)的所有構(gòu)造進(jìn)行檢驗。

　對于外保溫系統(tǒng)整體構(gòu)造的防火安全性能或火焰?zhèn)鞑バ?，主要采用大尺寸模型火試驗進(jìn)行檢驗。目前在我國有試驗基礎(chǔ)的大尺寸試驗方法有兩個：一是美國的UL1040：2000標(biāo)準(zhǔn)，目前國內(nèi)通稱為“墻角火試驗”；二是英國的BS8414-1：2002標(biāo)準(zhǔn)，目前國內(nèi)通稱為“窗口火試驗”，也是國際上采用的針對外保溫系統(tǒng)的防火試驗方法。

　墻角火試驗以美國的UL1040為代表。試驗時火源位于試驗?zāi)Ｐ偷膲?，試驗?zāi)Ｐ秃驮囼灲Y(jié)果更適用于內(nèi)保溫。窗口火試驗以英國的BS8414為代表，試驗時火源位于試驗?zāi)Ｐ偷撞磕M窗口的燃燒室內(nèi)，試驗?zāi)Ｐ秃驮囼灲Y(jié)果更適用于外保溫。

　為了將BS8414-1：2002標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化為適合我國外墻外保溫系統(tǒng)應(yīng)用的試驗和評價方法，2008年，中國建筑科學(xué)研究院建筑防火研究所申請了住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部建工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑外墻外保溫系統(tǒng)防火試驗方法》的編制任務(wù)。經(jīng)過幾十次大比例窗口火的試驗研究，確立了非等效采用英國BS8414-1：2002的編制原則，目前已進(jìn)入報批階段。在《建筑外墻外保溫系統(tǒng)防火試驗方法》規(guī)定的窗口火試驗中，試驗?zāi)Ｐ湍M垂直的建筑面由主墻和與之垂直的副墻構(gòu)成。外保溫系統(tǒng)安裝在建筑面上。試驗?zāi)Ｐ偷撞咳紵业拈_口模擬實際建筑中樓層的窗口或洞口，點燃的木材或燃?xì)獾幕鹧鎻拇翱谝绯?，模擬房間內(nèi)發(fā)生轟燃后的火焰從窗口或洞口溢出時對外保溫系統(tǒng)的攻擊，檢驗外保溫系統(tǒng)的受損程度，并對其火焰?zhèn)鞑バ赃M(jìn)行判定。試驗用火源采用約400kg的木材，30分鐘內(nèi)釋放的總熱量約為4500MJ，熱釋放速率峰值約為（3±0.5）MW，比正常使用條件下建筑內(nèi)可燃燒物的量要大很多，試驗條件非?？量獭?/p>

　從實際火災(zāi)對建筑物的攻擊概率來看，中國建筑科學(xué)研究院建筑防火研究所與相關(guān)科研團(tuán)隊一起，選擇了窗口火試驗這一具有普遍意義的方法。從2006年3月開始至2011年11月，研究團(tuán)隊針對不同構(gòu)造的外墻外保溫系統(tǒng)，先后進(jìn)行了56次外保溫系統(tǒng)的大尺寸模型火試驗，其中，墻角火試驗10次，窗口火試驗46次。

　試驗結(jié)果

　1.EPS外墻外保溫系統(tǒng)