對建筑保溫隔熱材料與建筑防火性能的分析

鄭大發(fā) 王紅利

永城市消防救援大隊

1 引言

社會經(jīng)濟的發(fā)展推動了建筑行業(yè)的發(fā)展，但伴隨著資源枯竭和環(huán)境惡化，國家對建筑行業(yè)提出了節(jié)能環(huán)保的要求。但就實際情況，我國建筑火災(zāi)事故的發(fā)生次數(shù)較多，究其原因，主要是環(huán)境、防火等安全防火措施不健全，使建筑物的整體性能受到了影響，導(dǎo)致節(jié)約能源和環(huán)境保護成為了一句空談。因此，對建筑保溫隔熱材料與建筑防火性能進(jìn)行分析，希望為相關(guān)行業(yè)提供借鑒。

2 建筑保溫隔熱材料發(fā)展現(xiàn)狀

建筑保溫隔熱材料與普通建筑材料相比，具有節(jié)能、環(huán)保等方面的優(yōu)勢，與此同時，其導(dǎo)熱系數(shù)也低于普通材料，故將其應(yīng)用于建筑工程領(lǐng)域，有助于降低能源損耗。但應(yīng)用這種材料，對建筑結(jié)構(gòu)提出了嚴(yán)格的要求。就當(dāng)前實際情況來看，我國建筑保溫材料尚處在高速發(fā)展之中，將溫度、形態(tài)結(jié)構(gòu)作為依據(jù)，我們可以將其分為兩個類型，分別為有機保溫隔熱材料和無機保溫材料。其中有機保溫隔熱材料發(fā)展趨勢較好，在建筑市場上所占的比重不斷擴大。與此同時，材料結(jié)構(gòu)空間也呈現(xiàn)出多元化的特點。纖維狀、多孔狀、粉末狀就是典型代表。不同結(jié)構(gòu)的保溫隔熱材料，通過對結(jié)構(gòu)空間保溫隔熱原理的有效利用，使材料性能大幅度提升，為應(yīng)用目標(biāo)的達(dá)成創(chuàng)造了有利的條件。

3 建筑保溫隔熱材料與建筑防火性能的分析

保持建筑物內(nèi)部的溫度，并對熱流的傳遞進(jìn)行阻隔，是材料的主要性能。故與普通材料相比，這種材料擁有更大的導(dǎo)熱系數(shù)和熱阻值。從實際用途上看，就是在冬季使熱流始終在內(nèi)部流動，在夏季對外界熱流進(jìn)行抵御。值得注意的是，這種材料在遇水后，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化，性能也會因此受到影響，故在應(yīng)用這種材料時，應(yīng)對其進(jìn)行防水保護，同時，還要不斷提高材料的安全性，使材料的防火要求得到滿足[1]。

3.1 保溫隔熱材料的結(jié)構(gòu)與傳熱原理

目前，保溫隔熱材料的主要結(jié)構(gòu)為多孔結(jié)構(gòu)，究其原因，主要是這種結(jié)構(gòu)具有諸多方面的優(yōu)勢，與其他結(jié)構(gòu)相比，多孔結(jié)構(gòu)擁有更小的導(dǎo)熱系數(shù)，其質(zhì)量也相對較輕。但與此同時，這種結(jié)構(gòu)的吸水能力相對偏高，一旦吸水，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和使用性能就會發(fā)生改變。氣相和固相是其結(jié)構(gòu)的組成部分，可以將其存在方式分為以下幾種：（1）固相相連；（2）氣相和固相均相連；（3）氣相相連。在這三種結(jié)構(gòu)存在方式中，第三種結(jié)構(gòu)的保溫性能最為顯著。

3.2 保溫材料與防火性能的適應(yīng)性分析

在建筑材料中，防火性能是一項重要的指標(biāo)，如果其防火性能與標(biāo)準(zhǔn)不符，則屬于不合格產(chǎn)品，通過查閱資料得知，建筑材料防火性能不佳，是導(dǎo)致建筑發(fā)生火災(zāi)事故的重要原因之一，由此可見，建筑材料防火性能的高低，與人民群眾安全存在密切的關(guān)聯(lián)?，F(xiàn)階段，國家對于建筑防火性能非常重視，要求建筑企業(yè)加強材料管理，并研究高防火性能等級的建筑材料。日常管理指的是通過加強材料管理，消除火災(zāi)隱患。但是這種措施，無法從源頭上杜絕火災(zāi)事故。想要從根源上消除火災(zāi)隱患，只能將提升材料防火性能作為切入點。保溫材料燃燒性能成為了時下的研究重點。我國目前以防火性能為標(biāo)準(zhǔn)，將保溫材料分為了三個級別，由B1、B2和B3代表，其中B1代表難燃、B2代表可燃、B3代表易燃。無機材料與有機材料相比，具有不易燃的特點，故研究人員對無機材料進(jìn)行了研究，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)了不易燃的建筑保溫材料。但這種材料在保溫效果上卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如有機材料。故研究者更換了思路，決定在保溫隔熱性能良好的有機材料中添加阻燃劑，以達(dá)成預(yù)期的目的。但阻燃劑價格高昂，與經(jīng)濟性原則不符。再加上部分工廠所生產(chǎn)的阻燃劑，屬于質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的產(chǎn)品，為火災(zāi)事故隱患的發(fā)生埋下了伏筆。接下來，筆者對幾種常用建筑保溫隔熱材料的防火性能進(jìn)行分析，如下所述。

3.2.1 泡沫玻璃

這種材料的組成部分包括泡沫和玻璃，屬于一種新型材料。與其他材料相比，該材料的吸水性、機械、容量和導(dǎo)熱系數(shù)等性能較為優(yōu)越，故在現(xiàn)代建筑工程中實現(xiàn)了應(yīng)用。應(yīng)用結(jié)果表明，該材料的應(yīng)用，有助于保持室內(nèi)溫度，并降低資源的損耗。但值得注意的是，其生產(chǎn)成本較高，故無法實現(xiàn)大規(guī)模的生產(chǎn)和普及，需要對材料生產(chǎn)工藝進(jìn)行創(chuàng)新，方能促進(jìn)其發(fā)展。

3.2.2 聚苯乙烯泡沫板

這種材料屬于有機材料的重要組成部分，具有十分良好的保溫能力，其原因在于材料的導(dǎo)熱系數(shù)偏低。同時，材料生產(chǎn)和安裝較為方便，經(jīng)濟性好，故被建筑工程大量應(yīng)用。但聚苯乙烯泡沫板的防火性能偏差，其等級僅為B2，無法適用于高防火要求的建筑工程之中。究其原因，主要是材料中蘊藏著大量的碳元素，這種元素在與火接觸后，會起到助燃作用，如果防火處理不當(dāng)，聚苯乙烯泡沫板很容易成為火災(zāi)事故的誘因。近些年，伴隨著相關(guān)規(guī)定的出臺，這種防火性能不佳的材料，逐漸被市場所淘汰[2]。

3.2.3 礦巖棉

這種材料是無機材料的代表，其防火性能等級為B1，且導(dǎo)熱系數(shù)偏低，故在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。但這種材料同樣存在缺點，具體表現(xiàn)為材料體積較大，且吸水性高，如果使用不當(dāng)，容易導(dǎo)致漏水和滲水現(xiàn)象的發(fā)生，故無法被應(yīng)用于住宅建筑之中。

3.2.4 酚醛樹脂發(fā)泡材料

這種材料屬于新型保溫隔熱材料，由高分子材料構(gòu)成，目前被廣泛應(yīng)用于建筑工程領(lǐng)域。酚醛樹脂發(fā)泡材料由多種材料構(gòu)成，通過添加劑的使用，其功能愈加豐富，其防火等級也隨之提升。與有機或無機材料相比，這種材料的優(yōu)勢十分顯著。具體表現(xiàn)為該材料不僅保溫隔熱性能優(yōu)越，還具備高等級的防火性能，屬于一種節(jié)能型材料，安裝難度相對較低。故該材料成為了當(dāng)前最熱門的保溫隔熱材料，被視作保溫隔熱材料未來發(fā)展的趨勢。

3.2.5 聚氨酯外墻保溫

這種材料屬于一種有機材料，與普通有機材料相比，其導(dǎo)熱系數(shù)相對偏低，最大不超過0.025W/（m2·K）。如果僅考慮材料的導(dǎo)熱系數(shù)，可以將其作為主要選擇。聚氨酯外墻保溫通常被貼在墻體表面。除了導(dǎo)熱系數(shù)之外，其優(yōu)勢還體現(xiàn)在強度和防水性能方面。這種材料的缺點為防火性能較低，但通過阻燃劑的使用，其防火性能會有所增強，但提升幅度并不明顯，再加上其燃燒后會釋放毒氣，一旦發(fā)生火災(zāi)，這些毒氣就會成為威脅人民群眾生命安全的夢魘，故這種材料的實際應(yīng)用較少。

3.2.6 STP真空絕熱板

這種材料屬于一種組合材料，其組成部分為真空保護層和填充芯材，通過粘結(jié)劑的使用，使二者相連進(jìn)而制成這種材料。STP真空絕熱板是現(xiàn)階段最為先進(jìn)的保溫隔熱材料，其具有以下方面的優(yōu)勢：（1）良好的防火性能；（2）節(jié)能；（3）質(zhì)量輕；（4）環(huán)保；（5）導(dǎo)熱系數(shù)低；（6）使用年限長。據(jù)了解得知，這種材料的使用年限與建筑壽命大致相同，故成為了建筑保溫隔熱材料未來發(fā)展的趨勢。但這種材料也存在著生產(chǎn)成本高的缺點，無法實現(xiàn)大規(guī)模的普及應(yīng)用[3]。

4 建筑保溫隔熱材料防火適應(yīng)性控制要點

建筑保溫隔熱材料防火適應(yīng)性控制要點如下所述。

4.1 減少對低防火性能等級材料的使用

通過查閱相關(guān)資料得知，我國高層建筑火災(zāi)事故發(fā)生頻率較高，而外墻隔熱材料防火性能差，是導(dǎo)致火災(zāi)事故頻繁發(fā)生的重要原因。與國外相比，國內(nèi)建筑企業(yè)為控制工程造價，在選擇保溫隔熱材料時，多以價格為基準(zhǔn)，所選材料的防火性能等級與標(biāo)準(zhǔn)不符。故為了從根源上杜絕火災(zāi)事故，建筑企業(yè)應(yīng)改變傳統(tǒng)的思想觀念，盡量選擇優(yōu)質(zhì)的保溫隔熱材料，以保證居民的安全。

4.2 加大研究力度，出臺相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

國家應(yīng)出臺相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對建筑保溫材料的防火性能等級進(jìn)行規(guī)定，以減少低防火性能等級材料在建筑工程中的應(yīng)用。這是控制火災(zāi)事故的有效手段。此外，還要加大研究力度，在現(xiàn)有保溫隔熱材料的基礎(chǔ)上，研發(fā)全新的材料，在兼具傳統(tǒng)材料優(yōu)勢的同時，克服其缺點。我國要求高度超過100m 的建筑，其保溫隔熱材料的防火性能等級為A級，而低于這個高度的建筑，對于材料防火性能的要求會逐漸下降。

5 結(jié)論

綜上所述，在新時期背景下，國家和群眾對建筑保溫隔熱材料防火性能提出了更高的要求。為此應(yīng)基于現(xiàn)有材料的特點，從日常管理和材料研發(fā)層面著手，提升材料的防火性能，實現(xiàn)對火災(zāi)事故的有效預(yù)防和控制，從而保證人民群眾的健康和財產(chǎn)安全。