信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司天津分公司
摘要：无机有机复合保温材料主要是指胶粉聚苯颗粒保温砂浆。预混合型干拌砂浆为主要胶凝材料，加入适当的抗裂纤维及多种添加剂，以聚苯乙烯泡沫颗粒为轻骨料，按比例配置，在现场加以搅拌均匀即可。该材料导热系数低，保温隔热性能较好，具有强度高，黏接力强，附着力强等特点，且一般是现场抹灰成型，整体性能较好；但也有一定的缺点，结果表明，开放试件和封闭试件均不被点燃，厚度变化也为1%，防火性能较好。
关键词：保温；防火；材料性能
Abstract：inorganic organic composite thermal insulation material mainly refers to rubber powder polystyrene particle thermal insulation mortar. The pre mixed dry mix mortar is the main cementitious material. With the appropriate crack resistant fiber and various additives，the polystyrene foam particles are used as light aggregate and proportionally collocated. The material has low thermal conductivity，good thermal insulation performance，high strength，strong adhesive force，strong adhesion and other characteristics，and is generally formed by on-site plastering，with good overall performance；The results show that both the open specimen and the closed specimen are not ignited，and the thickness change is 1%，so the fire resistance is better.
Key words：heat preservation；fire prevention；Material properties
随着我国经济建设趋于绿色、环保方向发展，建筑工程外墙保温技术与材料的绿色节能性能研究发展成为当前建筑节能研究领域的重点内容。建筑工程中，外墙保温施工技术发展日渐成熟，保温效果良好的同时保证建筑主体结构安全，具有较好的热工性能。因此，为保证施工技术有效性，环保型、高防火性能的保温材料的优化设计与施工管理工作必不可少。
1建筑外墙保温层防火性能影响因素
1.1 外保温系统
目前常见的保温系统是依靠有机保温板薄抹灰方法，但由于其耐火性能较差，一些发达国家对其应用范畴实施了较为严格的限制要求。然而我国没有相关明确规定，致使部分超高层建筑仍使用这种非防火保温系统，带来相当大的消防危险性。发生火灾时，有机保温板燃烧会产生大量的火焰、有毒气体等物质，不利于建筑内用户逃生。此外，由于保温板承受大量热气，引起热熔收缩变形，再加上墙砖容易受到网布过热断裂的影响而脱落，给消防救援人员的救援工作来带不便之处，也给住户带来潜在威胁。现阶段，部分公共建筑外墙有机保温材料仍然存在未粘贴或填充防火隔离措施的现象，导致保温材料暴露建筑物幕墙内部，而在火灾发生时，这样的现象就会进一步造成保温板与幕墙之间出现“空腔”，继而形成烟囱效应，导致火势蔓延迅速。
1.2 保温材料
外墙保温系统在国际上的应用已经非常成熟，英国、美国等发达国家的建筑市场已经对外墙保温材料及技术的消防安全性能研究得较为透彻。就保温材料来说，统计数据显示，EPS板市场占有率为82%，岩棉系统市场占有率是15%，其他类型材料占剩下的份额。国外高层建筑大多采用岩棉保温材料，而国内建筑市场则大多利用易燃的有机保温材料，整体防火性能稍显不足，若再加上施工中的消防安全管理不到位，则容易导致火灾的发生，室内外互相影响，造成较大人身、经济损失。
2建筑外墙保温材料防火性能设计分析
2.1 常见外墙保温材料类型
目前，就外墙保温材料的耐火性能等级而言，常见的保温系统使用材料主要有3类：无机类保温材料、有机高分子保温材料、有机无机复合保温材料。这三种材料均具有不同的特性，使用范围及使用建筑类型也有所差别，因此建筑施工时，应结合建筑特征谨慎选择适用的材料，尤其是对于超高层建筑、民用建筑来说，保温材料的防火性能方面的设计工作万万不可忽视，需要进行全方位的性能评估。
（1）无机类保温材料。无机类保温材料包含玻璃棉、岩棉以及膨胀玻化微珠保温浆料等材料，均属于不燃性保温范畴，并且本身并不会引起火灾等事故。缺点是不具备环保性能，并且在使用过程中容易产生颗粒、粉尘等空气污染物。
（2）有机高分子保温材料。此类材料主要组成物为聚氨酯硬泡、聚苯乙烯薄膜塑料，均是易燃性成分，防火性能属于三类当中最差的一种，设计不当容易引起火灾。
（3）有机无机复合保温材料。作为一种新型符合保温材料，在當前建筑材料市场备受好评，由以胶粉聚苯颗粒保温浆料为主要成分制成，具备不易燃性质，并且最大优势是不具备火焰的传播条件，因此多见于高层建筑物外墙施工中。
2.2 保温材料防火设计依据
首先需要注意的是，外墙保温系统是否具备标准的防火性能取决于两点：
（1）点火性。材料防火性能应该包括点火性，具备良好防火性能的材料在存在火源的情况下不会造成自燃。
（2）火源传播性。外墙保温材料在存在火源的情况下是否具备传播火焰的能力也是检验防火性能的条件之一，良好防火性能的材料是不会具备火焰传播条件的。
因此有关建筑企业需要加强外墙保温材料的防火性能设计优化。在设计中，应该设计多个备用筒体，同时增设水源，做好隔热防火工作。这样一来即便发生火灾，居民也可及时躲进筒体，既便于等待消防救援，还能最大程度上保证用户生命、财产安全。
3 建筑外墙各种保温材料防火性能的介绍
3.1 无机保温材料
首先，岩棉是矿物棉的一种，是以天然岩石及矿物为原料制成的蓬松短细纤维。其产品按制品形式分为岩棉、岩棉板、岩棉带、岩棉毡及岩棉管壳等。岩棉有着良好的绝热性能，常温下其导热系数为0.029～0.044W/m·K，是优良的保温材料。此外，岩棉也具有好的热和化学稳定性及一定的防水性，并且本身无毒害，应用广泛。但岩棉自重较重，且自撑性差，在施工中需要大量的人力物力。岩棉的防火性能等级非常高，是优良的防火材料。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。而岩棉的热荷重收缩温度也都大于 600℃，这就保证岩棉外保温系统在火灾中不会轻易收缩垮塌。
其次，玻璃棉属于玻璃纤维中的一个类别，是一种人造无机纤维。玻璃棉是将熔融玻璃纤维化，形成棉状材料，化学成分属玻璃类，是一种无机质纤维，具有成型好、体积密度小、热导率低、保温绝热、吸音性能好、耐腐蚀、化学性能稳定等优点。由于其独特的多孔结构，玻璃棉在吸声方面具有独一无二的优势。但由于玻璃棉抗拉强度过低，不太适合做外墙保温系统，通常用于屋顶屋面。玻璃棉和岩棉一样，防火性能都很优良，按照GB8624-1997分级标准也能达到 A 级。但玻璃棉的热荷重温度较低，一般不超过400℃。通过 GB/T5464-2010方法检测，质量损失在 30%左右，炉内温升在 20℃上下，表面可能出现零星火焰。实验结束后，玻璃棉外观显著变化，从原来的淡黄色蓬松纤维状收缩变成灰白色固体，表面光滑，具有一定的脆性。
3.2 有机高分子类保温材料
聚苯板，全称聚苯乙烯膨胀泡沫塑料（EPS）板，是由含有挥发性液体发泡剂的可发性聚苯乙烯珠粒，经加热预发后在模具中加热成型的具有微细闭孔结构的固体；挤塑板，全称挤塑聚苯乙烯泡沫（XPS）板，是以聚苯乙烯树脂辅以聚合物在加热混合的同时注入催化剂，而后挤塑压出连续性闭孔发泡的硬质泡沫塑料板。这两种板材相比，EPS板密度较小，硬度也较小。两种材料都具有优良的保温效果，轻便耐用，并且价格低廉，一直是最受欢迎的外保温材料。虽然这两种材料具有优良的物理性能，应用范围广泛，但不可否认的是，这两种材料的防火安全性差，易老化，易燃烧，受热时易分解产生大量的有毒气体，并通常发生软化和熔化。通常认定该两种材料为 B2 级易燃材料。在实验室的检测中，这两种材料在接触到火焰的瞬间就会猛烈燃烧，迅速收缩并产生黑烟。但当样品燃烧部分脱离火焰后，根据样品制作工艺以及所加阻燃剂的不同，会有截然不同的结果。质量较差的样品会持续猛烈燃烧，并伴随大量的滴落物出现，甚至引燃滤纸，同时产生大量刺鼻的烟气；而质量较好的样品会持续收缩而离开火焰，在板材中段形成空腔，已燃部分发生玻璃化，从而停止燃烧。这样也可以达到 GB8624-97 中的 B1 级的要求。
4 外墙保温材料防火对策
4.1 严格外墙保温材料防火安全管理
强化管理，根据现有的消防条例和保温工程施工消防安全管理规定等有关法规规定，结合实际情况，提出保温工程施工消防安全管理措施，并认真贯彻执行。采取与外保温系统的构造相对应的合理的技术手段，如考虑在可燃保温板材进入施工现场前涂刷防火界面剂等，以期满足施工过程的防火安全性要求。
4.2 严格建设工程施工现场管理
要严格执行省建设厅发布的《建设工程施工现场消防安全标准》，加强建设工程施工现场的消防安全管理工作。尤其对动用明火必须实行严格的消防安全管理。需要进行明火作业的，动火部门和人员应当按照用火管理制度办理审批手续，落实现场监护人，在确认无火灾、爆炸危险后方可动火施工。动火施工人员应当遵守消防安全规定，并落实相应的消防安全措施，特别要严密高空焊等特殊电焊环境下的防护要求。电焊、气焊、电工等特殊工种人员必须持证上岗。将容易发生火灾、一旦发生火灾后果严重的部位确定为重点防火部位，实行严格管理。
4.3 外墙设置常见的防火构造措施
防火隔离带：水平设置在建筑的层与层之间的防火屏障，一般采用不燃或难燃保温材料，系统的任何材料之间都不留空隙，具有一定得宽度。挡火梁：与防火隔离带类似，水平设置在门窗洞口的上边缘，并伸出门窗洞口竖向边緣一定的长度。金属固件：采用热塑性保温材料的系统，为维持火灾条件下的系统的稳定，保障系统不具有火焰传播性，可考虑使用金属固件。
4.4开展消防安全培训，增强人员安全意识
在建工程的建设单位和施工单位应当建立健全消防安全教育培训制度，在施工前对施工人员进行消防安全教育；在建设工地醒目位置、施工人员集中住宿场所设置消防安全宣传栏，悬挂消防安全挂图和消防安全警示标志；对明火作业人员进行经常性的消防安全教育；组织灭火和应急疏散演练等。
5建筑外墙保温施工管理要点
首先在保温施工材料管理方面来说，现场保温材料在进场时需要根据流程实施材料来源、合格证明等信息登记、审核工作，以确保材料进场的质量。监理部门应该对材料的防火性能进行核验，确认其是否符合相关防火标准。同时，保温施工现场的设置影院里潜在火源，严禁人员吸烟，对于明火作业要及时向上级审批。材料存放管理力度也需要加强，安排专业管理人员对材料仓库进行巡查监管，保证看管的专业性。未进行防火层处理的部分有机保温材料应另外存放，实施集中化管理，并采取防火覆盖措施，避免长期暴露与阳光下。
此外，第三方监督、审查工作也需要落实到位，在进行审查验收工作时，加大对施工现场的检查力度，对施工企业实施三方联合检查，对单位保温层施工资质、施工人员配置、施工安全管理体系等实施记录审核，坚决取缔不符合资质的施工单位以及过期持证上岗、持假证上岗的施工企业，强化建设、施工、监理等单位履行消防安全职责，依法查处违法材料使用及危险作业行为，提高全行业安全技术含量和从业人员消防安全素质，减少建筑工程火灾发生频率。
6 结论
综上所述，对于商业、人口密集区的建筑，特别是高层建筑，其外墙保温材料的消防安全性能要求会更加严格，为保证建筑内住户人身安全与城市社会稳定，有关建筑企业应紧跟国家建筑消防政策与建筑材料市场要求，积极在建筑施工中加强外墙保温节能材料的质检力度，实施规范、严格施工监督，保证其正常防火性能，确保建筑物达到节能标准、安全使用的功能要求。
参考文献：
[1]尹翔.房屋建筑外墙保温防火管理[J].合肥滨湖欣园项目部，2010.
[2]季广其.土木工程材料（第二版）.北京：中国建筑工业出版社，2011.
[3]杨树清主编.建筑施工工艺[M].北京：高等教育出版社，2010.
[4]宋长友.外墙外保温系统的防火安全性分析[J].建筑科学，2011.
[5]有机保温材料的燃烧性能实验研究[J].建筑科学，2011（6）.