刍议建筑工程中外墙外保温防火安全性

刍议建筑工程中外墙外保温防火安全性
摘要:下文对外墙外保温系统中存在的问题进行了浅析，并针对提高建筑物外墙外保温系统的防火安全等方面提出了一些建议。

关键词:建筑工程；外墙外保温；防火安全性
1 问题的提出
据估计全世界每年约有30%的能源消耗在建筑物上,到2020年可能逼近40%，我国既有和新建建筑中高能耗分别为99%和95%，建筑节能以成为中外专家探讨的主题，建设部规划要求强制实施节能标准。

因此,推广建筑节能技术降低能耗日益受到人们的关注。

近年来,我国一些设计、建设单位对高层建筑物外墙采用外保温措施,保温节能效果很好。

外墙外保温系统具有施工方便、节能效果好、占用室内建筑面积小等优点,因而得到了广泛应用。

然而近年来接连发生建筑外墙外保温系统着火,造成重大损失这一事实,引起了人们对保温材料和外保温技术的种种思考。

下面笔者就提高外墙外保温系统的防火安全性谈谈自己的一些粗浅的看法。

2 外墙外保温系统引发火灾的主要原因
建筑外墙外保温系统引发的火灾,主要有两个原因:
1)施工过程中,在钢结构、金属固定件或幕墙等施工时使用电气焊产生火花或有其他外来火源点燃保温材料,从而引发火灾;
2)在建筑物的使用过程中,由于保温层表面保护层厚度不够或破损脱落、外墙装饰材料耐火等级低,火花及高温飞溅物等外来火源穿透外墙装饰层,引燃外保温材料。

如果外墙基层存在空腔,或外墙保温层和外墙装饰材料之间留有空隙,可提供燃烧所需要的氧气,燃烧形成的负压效应会使火焰迅速沿保温层表面向上蔓延,并向建筑物内扩大蔓延。

当外墙采用涂料或面砖等作为外墙装饰材料时,局部脱落损坏也可引起保温材料燃烧。

由于目前使用的保温材料多为聚苯乙烯泡沫板和聚氨酯泡沫板,这些材料均为可燃材料,遇火燃烧、熔融塌陷,引起外墙装饰材料的大面积脱落,从而加剧火势的扩大蔓延。

3 外墙外保温系统存在的主要消防安全问题
3.1 保温材料方面存在的问题
我国常用的外墙保温材料有岩棉、挤塑聚苯乙烯泡沫塑料(XPS)、模塑聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)和硬质聚氨酯泡沫板(PU)。

岩棉为A级材料(不燃烧材料),造价较低,但吸水率高,一旦受潮即失去保温隔热作用,且容易形成凝露,湿气向墙体内渗透,目前已不再使用。

挤塑聚苯乙烯泡沫塑料(XPS)及模塑聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)它们均属于高分子有机绝热材料,具有轻质、隔热、隔音、耐低温、有弹性、吸水性小、便于施工等优点,在我国广泛用于外墙外保温系统中,聚苯乙烯遇火燃烧,熔融塌陷,即使是自熄型材料,在火焰持续存在的条件下,依然会燃烧并且表面蔓延很快。

聚氨酯泡沫塑料是高分子有机保温材料,同样也是可燃材料,造价相对较高。

3.2 外墙外保温系统构造本身存在问题
1)外保温系统整体包覆于建筑物的外墙,跨越建筑物层与层之间的防火分区,外保温系统本身不具备阻止火势蔓延的能力,一处着火会迅速扩大至整个外保温系统,同时会向建筑物内部蔓延;
2)建筑物外墙装饰材料耐火等级低、保护层厚度不够,一旦遇火即被击穿,导致保温材料燃烧,或表面装饰材料隔热性能差,受高温作用热传导向下层的保温层,间接引燃保温材料;
3)基层墙体内部空腔、幕墙式建筑与基层墙体、窗间墙、窗槛墙及裙墙之间空隙未按要求在楼板外沿用防火堵料封堵,为火灾蔓延提供通道;
4)墙砖等外墙装饰材料与保温材料的热膨胀系数不同容易脱落,裸露的可燃保温材料会形成火灾隐患。

4 改善和提高建筑外墙外保温系统消防安全性的建议
4.1 提高保温材料的燃烧性能等级
《高层民用建筑设计防火规范》中明确规定,当外墙采用耐火极限不低于1.00 h的非燃烧体墙时,其墙内部填充材料可采用B1级材料(难燃材料)。

因此建筑师在设计文件中应明确外墙装饰材料及保温材料的种类,选用符合规范要求的材料。

建设单位、设计单位和施工单位在选用材料时严格遵循规范和设计文件的要求,选用质量合格的产品。

前面对目前常用的保温材料进行了分析,常用的挤塑聚苯乙烯泡沫塑料(XPS)、模塑聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)和硬质聚氨酯泡沫板(PU)在防火方面最大的问题就是可燃性,因此针对材料本身应该采取
一定的技术措施,例如在材料中加入可添加型阻燃剂,增强材料的阻燃性能。

但是目前常用的高分子有机保温材料,单方面提高材料阻燃性能,不仅带来保温材料成本的提高,而且阻燃剂的毒性也会对人体健康造成威胁,因此从技术和成本的角度看,单方面通过添加阻燃剂来提高材料的阻燃性,其效率和可操作性都是有局限的。

4.2 改善外保温系统构造,控制火焰传播
要提高外墙外保温系统的整体防火安全性,提高保温材料的阻燃性仅仅是一个方面,因此在强调保温材料的燃烧性能等级达到现行相关标准的技术要求的情况下,采取有效的外墙外保温系统防火构造措施,有效控制火焰传播,提高外保温系统整体防火安全等级,以满足防火安全的要求,是现阶段确保建筑防火安全的科学、有效、务实的措施。

防火构造措施要解决的问题,一是维持火灾条件下保温系统的稳定性能力,二是保证保温系统有阻止火焰传播的能力。

针对目前我国广泛采用的粘贴聚苯板薄抹灰外保温系统,可以采取以下几种防火构造措施:
1)设置防火隔离带。

防火隔离带根据建筑物的形式、使用功能、建筑高度、保温材料的燃烧性能,分不同层次将外保温系统在楼板外沿划分成若干个单元采用不燃烧保温材料,其宽度不小于300 mm,保温系统内各种材料之间不留空隙,并与外墙全面积严密贴实,相当于在外保温系统中划分一定的防火分区,阻止火焰传播;
2)在外墙门窗洞口的上方设置挡火梁。

在门窗洞口的上边缘设
置一定宽度并且伸出门窗洞口竖向边缘一定长度的挡火梁,采用不燃烧材料或难燃烧材料。

挡火梁的主要作用是当建筑内部发生火灾后,阻止火焰从窗口溢出引燃外保温材料,避免导致大面积火灾;
3)外墙采用玻璃幕墙的窗间墙、窗槛墙、裙墙和防火构造措施应符合现行防火规范的要求。

金属幕墙与保温层之间可以通过设置保护层,有效隔绝热传导,防止保温材料间接受到高温作用而燃烧,也可避免幕墙被高温火花击穿引燃保温材料;
4)外保温系统应采用不燃材料做保护层,保护层应完全覆盖保温材料,首层保护层厚度应不小于6mm,不宜采用火后易脱落的瓷砖等材料，其他楼层不小于3 mm;
5)在火灾条件下要维持外保温系统的稳定性和整体性,采用金属固定件,保障系统不传播火焰;
6)在采取以上措施时,具体根椐设计要求和建筑外保温防火设计施工验收规范，应充分考虑防火构造措施与外保温系统之间的性能的一致性和可施工性,确保防护措施的有效性。

4.3 加强保温系统施工过程中的消防安全管理
1)电气焊等有明火及火花产生的施工工序应在保温材料铺设前进行,如果确需后序完成,须经现场保卫部们检查批准，领取动火作业证，并在规定时间内有效，作业要有专人看护并在具备消防措施有效下进行，风力四级以上严禁明火作业。

电气焊部位的周围和底部铺设防火毯等防护措施;
2)热熔、热粘结等施工不应直接在可燃保温材料上进行;
3)水平防火隔离带等防火构造措施的施工应与保温材料的施工同步进行,保温材料保护层的施工应尽可能与保温材料固定同时完成,未涂抹保护层的外保温材料的高度不应超过3层;
4）当可热保温材料堆放库房时，库房应为不燃性材料搭设而成，并有专人看管，周围10米内范围内不得有明火作业，并设有显著标志。

堆放附近不得有易燃易爆等危险物品，堆放现场应配备种类适应的灭火器、砂箱、临时消火栓等其它灭火工具。

堆放场内材料采用可燃性的材料覆盖，不宜长期现场堆放。

4.4 加强建筑物使用过程中外墙外保温系统的维护管理
1)对外墙维护系统进行经常性的检查,尤其是保温系统保护层,发现外保温系统外露,应立即进行防护处理;
2)加强火源和热源的管理,与采用外保温系统的部位保持一定的防火安全距离;
3)与外保温系统贴邻的竖井、凹槽、平台等部位,不应堆放可燃物,以免对外保温系统形成火灾隐患;
4)应避免在外保温的部位进行焊接、钻孔等作业,确需作业时应采取可靠的防火保护措施,并应在工作完成后立即对裸露的外保温材料进行防护处理;
5)电气线路不应穿过可燃外保温材料,确需穿过应采取穿管保护等防火保护措施。