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摘要：本文分析了我国外墙外保温系统防火技术的现状，根据国内建筑特点和外墙外保温系统存在的巨大安全隐患提出必须尽早开发防火等级高的外墙保温系统，并提出其研究和发展方向应该是采取有效的整体防火构造措施才是最终的目的，提出一种新的保温体系（外墙内置保温体系）给人们带来了希望。
关键词：外墙保温系统；防火；现状；研究方向；内置保温体系
Abstract: this paper analyses the exterior insulation system of the present situation of fire protection technology, according to the domestic construction characteristics and exterior insulation system existing huge security hidden danger to put forward development of high level as early as possible fire protection of exterior wall thermal insulation system, and puts forward the research and development direction should be take effective overall fire prevention structural measures will be the ultimate purpose, puts forward a new thermal insulation system (external wall thermal insulation system built-in) has brought people hope.
Keywords: of exterior wall thermal insulation system; Fire; The present situation; Research direction; The built-in thermal insulation system
中圖分类号：TU111文献标识码：A 文章编号：
前言
外墙外保温系统应用的重要条件之一是系统的防火安全性，而在我国外保温发展至今，该技术领域的研究还很滞后，行业标准中也仅对保温材料的燃烧性能作了规定。目前外保温系统中约80%的主体保温材料均采用有机可燃材料，导致火灾或加速火灾蔓延的案例时有发生，给建筑带来极大的安全隐患。2008年7月27日，济南奥体中心体育馆因施工人员违规电焊引燃保温材料而发生火灾，烧毁面积约3000平方米，造成直接经济损失约75万元。2010年9月9日，长春最高住宅楼佳泰帝景城因电焊引燃外墙保温材料发生火灾；9月15日，乌鲁木齐市一在建机关住宅楼因外保温材料引燃大火。以上的一起起重大火灾事故给我们展示了外保温材料的重要性。外保温材料中的可燃保温材料成为火灾事故的罪魁祸首，也很大程度上影响着火灾事故的惨重程度，建筑的防火安全性能也成为了人们关注和研究的重要课题。
高层建筑发生火灾时的特点
1.高层火灾蔓延途径多，火势迅猛；
高层建筑内竖向井道多，可燃材料多造成火势蔓延快，建筑内楼梯间、电梯井、管道井、风道、电缆井等竖向井道多，如果防火设施不到位，发生火灾时就好像一座座高耸的烟囱，成为火势迅速蔓延的途径。
2.高层建筑楼层高、人员集中、疏散困难；
高层建筑一是层数多，垂直距离长，疏散到地面或其它安全场所的时间长；二是人员集中，影响消防员登梯的速度和人员疏散的时间，贻误了灭火救援的时机；三是发生火灾时由于各竖井空气流动畅通，火势和烟雾向上蔓延快，普通电梯在火灾时因不防烟火或停电等原因而无法使用。这些都是高层建筑发生火灾时进行疏散的不利条件。
外墙外保温系统防火安全性问题的起因
用于建筑外墙的保温材料主要包括三大类，一类是以矿物棉和玻璃棉为主的无机保温材料，通常认定为不燃性材料；一类是以胶粉聚苯颗粒保温浆料为主的有机无机复合保温材料，通常认定为难燃性材料；另一类是以聚苯板（热塑性）和聚氨酯（热固性）为主的有机保温材料，通常认定为可燃性材料。在我国目前的技术条件下，聚苯乙烯泡沫和硬泡聚氨酯等可燃材料在建筑外墙外保温系统中的使用最为广泛，这是产生外保温系统防火安全性问题的起因。因此，随着此类可燃有机保温材料的大面积应用和使用厚度的不断增加，建筑外墙火灾或火灾的蔓延问题应引起人们足够的重视。 1.岩棉矿棉类不燃材料的燃烧特性 岩棉、矿渣棉在常温条件下它们的导热系数通常在0.036～0.041 W/(m·K)之间，不可燃，但在加工成制品的过程中，有时要加入有机粘结剂或添加物，这些对制品的燃烧性能会产生一定的影响。因此，岩棉、矿渣棉制品的燃烧性能取决于其中可燃性粘结剂的多少。 2.胶粉聚苯颗粒的热分解与燃烧特性 胶粉聚苯颗粒保温浆料是一种有机无机复合的保温隔热材料，聚苯颗粒的体积大约在80％左右，导热系数为0.06W/(m·K)，燃烧等级为B1级，属于难燃材料。由于聚苯颗粒被无机料包裹，其熔融后将形成封闭的空腔，此时该保温材料的导热系数会更低、传热更慢。 3.聚苯乙烯的热分解与燃烧特性 聚苯乙烯泡沫材料是热塑性高分子保温隔热材料，受热时，通常发生软化和熔化。聚苯板的热变形温度仅为70～98℃，差异取决于选用配方和后处理方法，玻璃化温度为100℃。聚苯乙烯全部由碳氢元素组成，本质上极易燃烧，未经阻燃处理，氧指数仅为18％；燃烧时热释放量较大，同时生成大量烟，受火后收缩、熔化，导致外保温系统内产生空腔，轰燃状态下燃烧剧烈，燃烧的滴落物具有引燃性。 4.聚氨酯的热分解与燃烧特性 硬质泡沫聚氨酯是一种高分子热固性保温隔热材料，导热系数为0.024 W/(m·K)，在所有外墙用有机保温材料中是最优的。聚氨酯一般在202℃以下不会分解，聚氨酯泡沫本质上属于高度易燃材料，未做阻燃处理时氧指数仅为16.5％；热固性材料在受热时通常分解出易燃气体。烟和有毒气体在火灾中危害极大，火灾中80%的死亡事故是由于烟和有毒气体造成的。 因此，外保温系统防火安全性的起因是由于系统中有机保温材料具备了引发火灾、加速火灾蔓延并产生大量有毒气体的危险性。
外墙外保温系统防火安全性分析
外墙保温的火灾案例表明，外保温火灾一般发生在三个时段：保温材料进入施工现场堆放时段；保温材料施工上墙时段（有数据表明外墙外保温火灾的发生90%都是发生在施工阶段）；建筑物投入使用时段。建筑外保温系统是否具有防火安全性，主要应该考虑两个方面的问题：
1.点火性：在有火源或火种的条件下，材料或系统是否能够被点燃或引起燃烧的产生，系统自身的燃烧性能要求。
2.传播性：当有燃烧或火灾时，材料或系统是否具有传播火焰的能力，系统对外部火源攻击的抵抗能力或防火性能要求。
在目前的技术条件下，保温材料的燃烧性能首先必须达到相关标准要求，然后再通过其他措施（如涂刷界面剂、采取防火分仓的构造等）来满足施工过程中的防火安全性要求。因为过于追求有机保温材料的阻燃性能不仅大大的增加了材料的成本，同时某些阻燃剂在阻止燃烧的过程中往往会增加材料的发烟量和烟气毒性，可能会带来更大的危害。即使某些难燃级材料在条件具备时也能剧烈燃烧。尤其当外保温系统的保温层为可燃材料时，系统的构造方式就是决定整个系统防火安全性能的关键要素。只有外墙外保温系统整体的对火反应性能良好，系统的构造方式合理，才能保证建筑外保温系统的防火安全性能满足要求。
内置保温混凝土结构墙体体系是一种随混凝土同步浇筑，将XPS保温板材置于混凝土结构内部的保温墙体（如上图）。其具有保温使用寿命长，防火安全性能好，使用过程中基本不需要维护的特点，该项技术采用夹心保温墙体、混凝土粒径选择浇筑、热桥分散均布等技术。初步体现了对外保温系统整体防火的理念，为今后外保温系统整体防火安全性能的研究与提高提供了宝贵的技术与工程实践经验。
六、结论
很显然，提高整个系统的防火能力才是我们的最终目的。因此，摆在我们面前的工作是如何采取有效的防火构造措施来提高外保温系统的整体防火能力。首先可以通过对国外先进技术的借鉴和针对国情的自主创新，开发出具有良好效果的、能彻底解决大部分现有保温系统弊病的外保温系统；其次，根据我国目前保温系统的组成材料、构造和技术现状，通过对各种外保温系统防火性能的试验和研究，确定各种影响外墙外保温系统防火安全性能的材料和构造要素，建立适合中国实际情况的外墙外保温防火试验方法，然后对不同外保温系统进行分级评价和建筑应用范围的限定，形成具有强制力的标准和规范，尤其在高层和超高层的外墙使用上加以限制。鼓励推广使用防火安全性能更高的外墙外保温系统，减少或消除火灾发生的隐患，从根本上解决和攻克建筑保温系统防火的技术难题。
参考文献
[1]《外墙保温体系防火安全性能试验研究》，季广其等，《建设科技》
[2]《外墙外保温体系防火等级评价标准的技术研究》，中国建筑科学研究院建筑防火研究所、北京振利节能环保科技股份有限公司编著，中国建材工业出版社
[3]《外墙外保温系统火反应性试验及防火设计》，黄振利、刘钢
[4]《外墙外保温系统防火技术现状》，宋长友、陈丹林、季广其
[5]《河南省内置保温混凝土体系验收规程》，祁亮山等
作者简介 张焦枝（1985-),助理工程师，河南省焦作市人，2006年6月毕业于河南理工大学工业与民用建筑专业，现在河南锦源建设有限公司工作。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：外墙保温系统；防火；现状；研究方向；内置保温体系
Abstract: this paper analyses the exterior insulation system of the present situation of fire protection technology, according to the domestic construction characteristics and exterior insulation system existing huge security hidden danger to put forward development of high level as early as possible fire protection of exterior wall thermal insulation system, and puts forward the research and development direction should be take effective overall fire prevention structural measures will be the ultimate purpose, puts forward a new thermal insulation system (external wall thermal insulation system built-in) has brought people hope.
Keywords: of exterior wall thermal insulation system; Fire; The present situation; Research direction; The built-in thermal insulation system
中圖分类号：TU111文献标识码：A 文章编号：
前言
外墙外保温系统应用的重要条件之一是系统的防火安全性，而在我国外保温发展至今，该技术领域的研究还很滞后，行业标准中也仅对保温材料的燃烧性能作了规定。目前外保温系统中约80%的主体保温材料均采用有机可燃材料，导致火灾或加速火灾蔓延的案例时有发生，给建筑带来极大的安全隐患。2008年7月27日，济南奥体中心体育馆因施工人员违规电焊引燃保温材料而发生火灾，烧毁面积约3000平方米，造成直接经济损失约75万元。2010年9月9日，长春最高住宅楼佳泰帝景城因电焊引燃外墙保温材料发生火灾；9月15日，乌鲁木齐市一在建机关住宅楼因外保温材料引燃大火。以上的一起起重大火灾事故给我们展示了外保温材料的重要性。外保温材料中的可燃保温材料成为火灾事故的罪魁祸首，也很大程度上影响着火灾事故的惨重程度，建筑的防火安全性能也成为了人们关注和研究的重要课题。
高层建筑发生火灾时的特点
1.高层火灾蔓延途径多，火势迅猛；
高层建筑内竖向井道多，可燃材料多造成火势蔓延快，建筑内楼梯间、电梯井、管道井、风道、电缆井等竖向井道多，如果防火设施不到位，发生火灾时就好像一座座高耸的烟囱，成为火势迅速蔓延的途径。
2.高层建筑楼层高、人员集中、疏散困难；
高层建筑一是层数多，垂直距离长，疏散到地面或其它安全场所的时间长；二是人员集中，影响消防员登梯的速度和人员疏散的时间，贻误了灭火救援的时机；三是发生火灾时由于各竖井空气流动畅通，火势和烟雾向上蔓延快，普通电梯在火灾时因不防烟火或停电等原因而无法使用。这些都是高层建筑发生火灾时进行疏散的不利条件。
外墙外保温系统防火安全性问题的起因
用于建筑外墙的保温材料主要包括三大类，一类是以矿物棉和玻璃棉为主的无机保温材料，通常认定为不燃性材料；一类是以胶粉聚苯颗粒保温浆料为主的有机无机复合保温材料，通常认定为难燃性材料；另一类是以聚苯板（热塑性）和聚氨酯（热固性）为主的有机保温材料，通常认定为可燃性材料。在我国目前的技术条件下，聚苯乙烯泡沫和硬泡聚氨酯等可燃材料在建筑外墙外保温系统中的使用最为广泛，这是产生外保温系统防火安全性问题的起因。因此，随着此类可燃有机保温材料的大面积应用和使用厚度的不断增加，建筑外墙火灾或火灾的蔓延问题应引起人们足够的重视。 1.岩棉矿棉类不燃材料的燃烧特性 岩棉、矿渣棉在常温条件下它们的导热系数通常在0.036～0.041 W/(m·K)之间，不可燃，但在加工成制品的过程中，有时要加入有机粘结剂或添加物，这些对制品的燃烧性能会产生一定的影响。因此，岩棉、矿渣棉制品的燃烧性能取决于其中可燃性粘结剂的多少。 2.胶粉聚苯颗粒的热分解与燃烧特性 胶粉聚苯颗粒保温浆料是一种有机无机复合的保温隔热材料，聚苯颗粒的体积大约在80％左右，导热系数为0.06W/(m·K)，燃烧等级为B1级，属于难燃材料。由于聚苯颗粒被无机料包裹，其熔融后将形成封闭的空腔，此时该保温材料的导热系数会更低、传热更慢。 3.聚苯乙烯的热分解与燃烧特性 聚苯乙烯泡沫材料是热塑性高分子保温隔热材料，受热时，通常发生软化和熔化。聚苯板的热变形温度仅为70～98℃，差异取决于选用配方和后处理方法，玻璃化温度为100℃。聚苯乙烯全部由碳氢元素组成，本质上极易燃烧，未经阻燃处理，氧指数仅为18％；燃烧时热释放量较大，同时生成大量烟，受火后收缩、熔化，导致外保温系统内产生空腔，轰燃状态下燃烧剧烈，燃烧的滴落物具有引燃性。 4.聚氨酯的热分解与燃烧特性 硬质泡沫聚氨酯是一种高分子热固性保温隔热材料，导热系数为0.024 W/(m·K)，在所有外墙用有机保温材料中是最优的。聚氨酯一般在202℃以下不会分解，聚氨酯泡沫本质上属于高度易燃材料，未做阻燃处理时氧指数仅为16.5％；热固性材料在受热时通常分解出易燃气体。烟和有毒气体在火灾中危害极大，火灾中80%的死亡事故是由于烟和有毒气体造成的。 因此，外保温系统防火安全性的起因是由于系统中有机保温材料具备了引发火灾、加速火灾蔓延并产生大量有毒气体的危险性。
外墙外保温系统防火安全性分析
外墙保温的火灾案例表明，外保温火灾一般发生在三个时段：保温材料进入施工现场堆放时段；保温材料施工上墙时段（有数据表明外墙外保温火灾的发生90%都是发生在施工阶段）；建筑物投入使用时段。建筑外保温系统是否具有防火安全性，主要应该考虑两个方面的问题：
1.点火性：在有火源或火种的条件下，材料或系统是否能够被点燃或引起燃烧的产生，系统自身的燃烧性能要求。
2.传播性：当有燃烧或火灾时，材料或系统是否具有传播火焰的能力，系统对外部火源攻击的抵抗能力或防火性能要求。
在目前的技术条件下，保温材料的燃烧性能首先必须达到相关标准要求，然后再通过其他措施（如涂刷界面剂、采取防火分仓的构造等）来满足施工过程中的防火安全性要求。因为过于追求有机保温材料的阻燃性能不仅大大的增加了材料的成本，同时某些阻燃剂在阻止燃烧的过程中往往会增加材料的发烟量和烟气毒性，可能会带来更大的危害。即使某些难燃级材料在条件具备时也能剧烈燃烧。尤其当外保温系统的保温层为可燃材料时，系统的构造方式就是决定整个系统防火安全性能的关键要素。只有外墙外保温系统整体的对火反应性能良好，系统的构造方式合理，才能保证建筑外保温系统的防火安全性能满足要求。
内置保温混凝土结构墙体体系是一种随混凝土同步浇筑，将XPS保温板材置于混凝土结构内部的保温墙体（如上图）。其具有保温使用寿命长，防火安全性能好，使用过程中基本不需要维护的特点，该项技术采用夹心保温墙体、混凝土粒径选择浇筑、热桥分散均布等技术。初步体现了对外保温系统整体防火的理念，为今后外保温系统整体防火安全性能的研究与提高提供了宝贵的技术与工程实践经验。
六、结论
很显然，提高整个系统的防火能力才是我们的最终目的。因此，摆在我们面前的工作是如何采取有效的防火构造措施来提高外保温系统的整体防火能力。首先可以通过对国外先进技术的借鉴和针对国情的自主创新，开发出具有良好效果的、能彻底解决大部分现有保温系统弊病的外保温系统；其次，根据我国目前保温系统的组成材料、构造和技术现状，通过对各种外保温系统防火性能的试验和研究，确定各种影响外墙外保温系统防火安全性能的材料和构造要素，建立适合中国实际情况的外墙外保温防火试验方法，然后对不同外保温系统进行分级评价和建筑应用范围的限定，形成具有强制力的标准和规范，尤其在高层和超高层的外墙使用上加以限制。鼓励推广使用防火安全性能更高的外墙外保温系统，减少或消除火灾发生的隐患，从根本上解决和攻克建筑保温系统防火的技术难题。
参考文献
[1]《外墙保温体系防火安全性能试验研究》，季广其等，《建设科技》
[2]《外墙外保温体系防火等级评价标准的技术研究》，中国建筑科学研究院建筑防火研究所、北京振利节能环保科技股份有限公司编著，中国建材工业出版社
[3]《外墙外保温系统火反应性试验及防火设计》，黄振利、刘钢
[4]《外墙外保温系统防火技术现状》，宋长友、陈丹林、季广其
[5]《河南省内置保温混凝土体系验收规程》，祁亮山等
作者简介 张焦枝（1985-),助理工程师，河南省焦作市人，2006年6月毕业于河南理工大学工业与民用建筑专业，现在河南锦源建设有限公司工作。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。