國(guó)內(nèi)A級(jí)防火保溫板材現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)分析

經(jīng) 濤 趙桂英 王 勇 李奕賢 沈 宣

（徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇 徐州 221140）

我國(guó)早在20世紀(jì)80年代就開始推廣建筑墻體節(jié)能保溫技術(shù)，根據(jù)我國(guó)建筑產(chǎn)業(yè)自身的發(fā)展現(xiàn)狀，廣泛采用外墻外保溫系統(tǒng)。近年來，國(guó)內(nèi)相繼發(fā)生了多起因建筑外墻保溫材料防火等級(jí)低、易燃燒等而引發(fā)的火災(zāi)事故，造成了重大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失；為了規(guī)范保溫材料的使用，杜絕火災(zāi)發(fā)生，2014年頒布的《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中明確規(guī)定了保溫板防火性能的要求，我國(guó)建筑節(jié)能材料已經(jīng)形成了從B級(jí)有機(jī)保溫材料向A級(jí)（包括A1級(jí)和A2級(jí)）不燃保溫材料過渡的趨勢(shì)[1]，各建筑企業(yè)及科研機(jī)構(gòu)也將A級(jí)防火保溫材料列為研發(fā)重點(diǎn)，一時(shí)間市場(chǎng)上的新材料、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)出來；如何選擇防火保溫板材，在確保使用安全的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果呢？為此，我們對(duì)市場(chǎng)上常見的A級(jí)防火保溫板材現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了合理分析。

1 防火等級(jí)的劃分

目前我國(guó)建筑外墻保溫板的防火等級(jí)主要分為A級(jí)和B級(jí)兩大類，A級(jí)具體細(xì)分如下：

（1）A級(jí)：不燃性建筑材料，不發(fā)生任何燃燒的材料。

（2）A1級(jí)：?jiǎn)误w無機(jī)不燃。不燃，不起明火。

（3）A2級(jí)：復(fù)合有機(jī)不燃，即復(fù)合材料，不燃，煙量要合格。

B級(jí)包含B1、B2、B3三個(gè)等級(jí)，分別屬于難燃、可燃和易燃材料；與A級(jí)相比，B級(jí)阻燃性較差，火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤?，燃燒過程中會(huì)釋放大量濃煙，危險(xiǎn)性較大；《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》強(qiáng)調(diào)禁止使用B3級(jí)防火材料，B2級(jí)可在一定范圍內(nèi)允許使用；同時(shí)，大力推廣使用A級(jí)防火材料。

保溫板防火性能的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)技術(shù)較為復(fù)雜，目前國(guó)內(nèi)的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)還不完善，防火等級(jí)判定時(shí)需根據(jù)板材的可燃性程度、燃燒時(shí)可觀察到的現(xiàn)象、火焰的橫向、縱向傳播速度、產(chǎn)生煙氣毒性的大小、熱值大小以及氧指數(shù)等來綜合評(píng)定。

2 A級(jí)防火保溫板現(xiàn)狀

2.1 巖棉板

輝綠巖、玄武巖是巖棉板的主要構(gòu)成材料，通過高溫的使用，將這些材料轉(zhuǎn)變成無機(jī)材料，然后使用粘合劑，經(jīng)過固化、切割和疊棉等工藝后，就制成了一種剛度較強(qiáng)的保溫板，這個(gè)保溫板就是巖棉板[2]。

巖棉板具有防火性能高、保溫降噪，可工業(yè)化生產(chǎn)等很多優(yōu)點(diǎn)，是目前市場(chǎng)上主流的A級(jí)不燃保溫材料，年消費(fèi)量在2000萬m3，約占市場(chǎng)份額的60%以上；其缺點(diǎn)集中表現(xiàn)在實(shí)際板材垂直于板面的拉拔強(qiáng)度較低（很難大于0.10MPa，即我國(guó)建筑薄抹灰系統(tǒng)對(duì)保溫板材拉拔強(qiáng)度之要求，如果要大于0.10MPa則必須盡可能使用豎絲巖棉條制作保溫板，但是其導(dǎo)熱系數(shù)又很難保證）和巖棉纖維有一定酸性易與水泥發(fā)生酸堿反應(yīng)，使用時(shí)易發(fā)生板材空鼓、脫落等問題，存在安全風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)巖棉纖維致癌已經(jīng)被大家熟知，從而導(dǎo)致建筑工人和住戶對(duì)巖棉板具有自然的排斥心理。近幾年，市場(chǎng)上出現(xiàn)的巖棉板脫落的問題屢見不鮮。因此，從2018年開始，山東省濟(jì)南市規(guī)定使用巖棉板作為保溫材料的建筑必須做專家安全鑒定；而從2019年開始，河南省多個(gè)地區(qū)（如鄭州、開封）已經(jīng)規(guī)定禁止使用巖棉作為建筑外墻保溫材料[3]。

2.2 水泥發(fā)泡板

水泥發(fā)泡保溫板是由膠凝材料水泥、發(fā)泡劑及各類添加劑經(jīng)發(fā)泡工藝制成的，屬于無機(jī)保溫板材的一種，防火等級(jí)達(dá)到A1級(jí)，具有耐老化、長(zhǎng)壽命，與建筑的壽命能保持同步，建筑物終生只需一次保溫施工的優(yōu)勢(shì)；但其密度較大，相對(duì)于有機(jī)板材來講，導(dǎo)熱系數(shù)高，保溫效果差，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到節(jié)能指標(biāo)要求，同時(shí)，存在后期收縮開裂的問題[4]。

化學(xué)發(fā)泡的水泥板內(nèi)部結(jié)構(gòu)泡孔大，泡壁保溫效果差，其吸水率是不確定因素，如果隨著憎水劑流失，在使用一段時(shí)間其力學(xué)強(qiáng)度就會(huì)下降，也會(huì)增加脫落的可能；另外成品易爆裂，損耗大也影響著市場(chǎng)應(yīng)用，目前很多省、市（特別是寒冷地區(qū)）在節(jié)能建筑商限用和禁用[5]。

2.3 泡沫玻璃

泡沫玻璃板以碎玻璃為基體，配以發(fā)泡劑及助劑，經(jīng)過高溫融熔、發(fā)泡等工序制成，是一種集保溫、隔燃、吸聲材料于一體的新型保溫材料；使用溫度范圍為-196℃～450℃，A級(jí)防火等級(jí)，可用于一些防火要求較高的施工部位；板材吸水率小，導(dǎo)熱系數(shù)低，無論用于屋面或外墻都是一種優(yōu)良的保溫隔熱材料，還兼有防水的功效；泡沫玻璃板耐久性好，與建筑同壽命，無需二次施工，廣泛用于石油、化工、建筑、冷庫(kù)、地下工程等領(lǐng)域。

但目前泡沫玻璃在國(guó)內(nèi)應(yīng)用很少，主要原因是其生產(chǎn)效率較低，相對(duì)生產(chǎn)成本較高，與其他外墻保溫材料相比，還缺乏競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)[6]。

2.4 真空絕熱板

真空絕熱板由填充芯材和真空保護(hù)表層復(fù)合而成，可有效地阻止墻體內(nèi)外空氣對(duì)流引起的熱傳遞，導(dǎo)熱系數(shù)低，可達(dá)0.002~.004W/m·k，為傳統(tǒng)保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)的1/10，保溫效果明顯；真空絕熱板是A級(jí)防火，使用安全性高，可用于民用建筑外保溫系統(tǒng)；同時(shí)還具有超薄、密度小、無污染和高效節(jié)能的優(yōu)勢(shì)，尤其是使用壽命基本與建筑物同壽命，廣泛應(yīng)用于建筑、管道、冷鏈等領(lǐng)域。

但該板材施工時(shí)對(duì)基層的平整度要求高，須嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行抹灰處理，同時(shí)，板材自身的平整度不夠、垂直度不高，稍有不慎極易損壞[7]。

2.5 酚醛保溫板

酚醛保溫板主體成分是酚醛樹脂、發(fā)泡劑和固化劑，為了改善酚醛發(fā)泡板的阻燃、耐溫等性能，還需加入各類改性劑；將物料混合均勻后，澆注到模具中，在一定溫度下，產(chǎn)生交聯(lián)和發(fā)泡，經(jīng)一定溫度、時(shí)間熟化后制成；酚醛板遇火不燃，防火等級(jí)為A級(jí)，在火焰的直接作用下無熔融滴落、表面結(jié)碳形成保護(hù)層，燃燒時(shí)無有害物質(zhì)產(chǎn)生；熱導(dǎo)率低，施工方便，耐高溫、耐腐蝕、抗老化性能好，即使長(zhǎng)期暴露于陽(yáng)光下，亦無明顯老化現(xiàn)象；缺點(diǎn)是粘結(jié)強(qiáng)度低、抗剪切強(qiáng)度小、板端易掉角、板縫位置容易開裂、粉化[8]。

2.6 改性聚苯板

一種浸漬板：以低密度（≦14kg/m3）的模塑聚苯板（EPS）為保溫基材，將無機(jī)凝膠材料制成配混液，澆注到聚苯板上，經(jīng)浸漬滲透、固化、干燥等工序制得板材。另一種均質(zhì)板：是先將聚苯乙烯樹脂發(fā)泡制成聚苯顆粒（EPG），與無機(jī)配混液攪拌混合均勻，注入一定的模具中固化成型，經(jīng)干燥、養(yǎng)護(hù)而成；這兩類改性板燃燒性能優(yōu)異，力學(xué)強(qiáng)度高（拉拔強(qiáng)度高），不易脫落；板材導(dǎo)熱系數(shù)低，隔熱效率高，在北方地區(qū)和南方地區(qū)均可使用；耐火等級(jí)達(dá)到A2級(jí)，安全性高[9]。

滲透板的缺點(diǎn)是板材均勻度偏差，不同位置的阻燃性能、保溫性能和力學(xué)性能都不均一，甚至在某些位置達(dá)不到阻燃A2級(jí)；需要大量的時(shí)間和場(chǎng)地來進(jìn)行晾板，耗時(shí)長(zhǎng)、占地面積大；盡管均質(zhì)板有效地避免了滲透板均勻性差的缺陷，但其采用間歇發(fā)泡工藝，需要大量發(fā)泡壓縮模箱及大量的晾板時(shí)間和場(chǎng)地；兩者還都需要大規(guī)模的切割工序，易產(chǎn)生大量的粉塵，污染環(huán)境、危害健康。

3 結(jié)論

縱觀現(xiàn)有A級(jí)防火板材，相比于其他板材存在保溫與防火性能不兼容、加工成本高、施工條件要求嚴(yán)格及使用性能不穩(wěn)定等缺陷，均質(zhì)發(fā)泡改性聚苯板綜合了有機(jī)、無機(jī)材料的各自優(yōu)勢(shì)，較好地克服了以上缺陷，但由于其采用間歇式生產(chǎn)工藝，工期長(zhǎng)、占地面積大，切割粉塵多、生產(chǎn)效率相對(duì)較低；后續(xù)通過加強(qiáng)工藝創(chuàng)新，縮短工期，提高生產(chǎn)效率，減少切割次數(shù)，降低粉塵污染，可制得性能優(yōu)、性價(jià)比高、綠色環(huán)保的新型保溫節(jié)能材料，滿足建筑行業(yè)綠色安全節(jié)能的需求。