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(guó)一樣，目前我國(guó)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(duì)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(duì)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?jī)?nèi)容。根據(jù)國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)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(shí)火情不會(huì)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(guó)建筑外墻外保溫系統(tǒng)防火安全性能的重要途徑。

　防火評(píng)價(jià)試驗(yàn)先行

　對(duì)外保溫系統(tǒng)進(jìn)行防火安全性能評(píng)價(jià)是以試驗(yàn)為基礎(chǔ)的，采用的試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛻?yīng)能夠表征系統(tǒng)在實(shí)際火災(zāi)中的狀態(tài)，試驗(yàn)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(yàn)方法，才能客觀、科學(xué)地評(píng)價(jià)外保溫系統(tǒng)防火安全性能。

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

　對(duì)于外保溫系統(tǒng)整體構(gòu)造的防火安全性能或火焰?zhèn)鞑バ裕饕捎么蟪叽缒Ｐ突鹪囼?yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)。目前在我國(guó)有試驗(yàn)基礎(chǔ)的大尺寸試驗(yàn)方法有兩個(gè)：一是美國(guó)的UL1040：2000標(biāo)準(zhǔn)，目前國(guó)內(nèi)通稱為“墻角火試驗(yàn)”；二是英國(guó)的BS8414-1：2002標(biāo)準(zhǔn)，目前國(guó)內(nèi)通稱為“窗口火試驗(yàn)”，也是國(guó)際上采用的針對(duì)外保溫系統(tǒng)的防火試驗(yàn)方法。

　墻角火試驗(yàn)以美國(guó)的UL1040為代表。試驗(yàn)時(shí)火源位于試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷膲?，試?yàn)?zāi)Ｐ秃驮囼?yàn)結(jié)果更適用于內(nèi)保溫。窗口火試驗(yàn)以英國(guó)的BS8414為代表，試驗(yàn)時(shí)火源位于試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷撞磕M窗口的燃燒室內(nèi)，試驗(yàn)?zāi)Ｐ秃驮囼?yàn)結(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(guó)外墻外保溫系統(tǒng)應(yīng)用的試驗(yàn)和評(píng)價(jià)方法，2008年，中國(guó)建筑科學(xué)研究院建筑防火研究所申請(qǐng)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(yàn)方法》的編制任務(wù)。經(jīng)過幾十次大比例窗口火的試驗(yàn)研究，確立了非等效采用英國(guó)BS8414-1：2002的編制原則，目前已進(jìn)入報(bào)批階段。在《建筑外墻外保溫系統(tǒng)防火試驗(yàn)方法》規(guī)定的窗口火試驗(yàn)中，試驗(yàn)?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(yàn)?zāi)Ｐ偷撞咳紵业拈_口模擬實(shí)際建筑中樓層的窗口或洞口，點(diǎn)燃的木材或燃?xì)獾幕鹧鎻拇翱谝绯觯M房間內(nèi)發(fā)生轟燃后的火焰從窗口或洞口溢出時(shí)對(duì)外保溫系統(tǒng)的攻擊，檢驗(yàn)外保溫系統(tǒng)的受損程度，并對(duì)其火焰?zhèn)鞑バ赃M(jìn)行判定。試驗(yàn)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(yàn)條件非?？量?。

　從實(shí)際火災(zāi)對(duì)建筑物的攻擊概率來看，中國(guó)建筑科學(xué)研究院建筑防火研究所與相關(guān)科研團(tuán)隊(duì)一起，選擇了窗口火試驗(yàn)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(duì)針對(duì)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(yàn)，其中，墻角火試驗(yàn)10次，窗口火試驗(yàn)46次。

　試驗(yàn)結(jié)果

　1.EPS外墻外保溫系統(tǒng)