論建筑外墻保溫材料的燃燒性能

劉廣義

【摘 要】隨著人們的安全意識(shí)不斷提高，要求在建筑建設(shè)時(shí)，就必須要做好防火性能的設(shè)計(jì)。其中建筑外墻保溫材料的選擇是重要研究部分，在保證材料滿足外觀、實(shí)用等方面要求基礎(chǔ)上，還需要加強(qiáng)對(duì)其燃燒性能的研究，嚴(yán)格遵循國(guó)家相關(guān)規(guī)定選擇材料，并加強(qiáng)試驗(yàn)研究，以求能夠有效提高建筑防火能力。本文對(duì)建筑外墻保溫材料的燃燒性能進(jìn)行了分析。

【關(guān)鍵詞】建筑外墻；保溫材料；燃燒性能

引言

建筑外墻保溫系統(tǒng)在我國(guó)的建筑行業(yè)中應(yīng)用越來(lái)越廣泛，但建筑外墻保溫材料在降低建筑能耗的同時(shí)，也帶來(lái)了一系列問題。其中，火災(zāi)危險(xiǎn)性是建筑外墻保溫材料最為重要，并且亟待解決的問題。有機(jī)保溫材料是建筑外墻保溫系統(tǒng)中最常用的保溫材料。但是，有機(jī)保溫材料均容易燃燒。采用有機(jī)保溫材料的建筑外墻保溫系統(tǒng)在火災(zāi)情況下極易造成火勢(shì)迅速蔓延至整棟建筑物。

因此，建筑外墻有機(jī)保溫材料的燃燒性能一直是國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)注的熱點(diǎn)問題。

目前建筑外墻保溫系統(tǒng)中常用的有機(jī)保溫材料有酚醛板、聚苯乙烯保溫板、阻燃聚苯乙烯、XPS擠塑板、阻燃擠塑板、聚氨酯泡沫保溫材料、阻燃聚氨酯保溫材料、橡塑保溫材料等，本文將選取這些常見的有機(jī)保溫材料分別進(jìn)行燃燒熱值測(cè)試和單體燃燒試驗(yàn)，探討這些材料的燃燒性能，分析其火災(zāi)危險(xiǎn)性。

一、對(duì)于我國(guó)墻體保溫系統(tǒng)的現(xiàn)狀的探討和分析

1、建筑外墻保溫材料的種類和性能

現(xiàn)階段，我們國(guó)家的墻體保溫系統(tǒng)主要可以分為外墻內(nèi)保溫系統(tǒng)和墻體夾心保溫系統(tǒng)以及外墻外保溫系統(tǒng)三個(gè)類型。在這三種類型中，由于外墻外保溫體系具有許多顯而易見的優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)建筑行業(yè)市場(chǎng)上已經(jīng)逐漸的成為了墻體保溫形式的主要形式。而在我們國(guó)家內(nèi)，建筑外墻的保溫材料可以被分為三種類型：即為熱塑性保溫材料、熱固性保溫材料以及無(wú)機(jī)保溫材料。

2、我國(guó)墻體保溫系統(tǒng)的現(xiàn)狀

由于建筑物外墻保溫材料的防火性能過于低下，或者在使用這些材料的時(shí)候?qū)τ谶@些材料的相關(guān)性能的了解不夠全面，或者在施工時(shí)還有許多其他欠考慮的地方，導(dǎo)致許多城市發(fā)生了很多火災(zāi)事故。

二、建筑外墻保溫材料的防火安全性能的重要作用

從某些方面來(lái)看，建筑物的外保溫材料具有十分顯著的危險(xiǎn)性，比如說，從材料自身的燃燒性能方面來(lái)看，可以引發(fā)或者是助長(zhǎng)火災(zāi)。例如，現(xiàn)在我們國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上比較流行的EPS、XPS板等建筑物外保溫材料，由于它們的自身絕熱性能比較好，導(dǎo)致了其散熱過程比較緩慢，因此在長(zhǎng)時(shí)間接觸到外界熱源物質(zhì)的情況下，往往會(huì)出現(xiàn)材料溫度持續(xù)升高的狀況，而這又會(huì)導(dǎo)致材料本身物質(zhì)的降解反應(yīng)或者是分解過程的發(fā)生，進(jìn)一步產(chǎn)生更多的可燃?xì)怏w，在這種時(shí)候便會(huì)極易出現(xiàn)保溫材料的燃燒現(xiàn)象，進(jìn)而引起整個(gè)建筑物的燃燒，對(duì)建筑物內(nèi)人們的人身安全和財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重危害。

由此可知，建筑外墻保溫材料的防火安全性能的是具有十分重要的作用的。只有建筑外墻保溫材料的防火安全性能得到有效提高，人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全才能夠得到進(jìn)一步的保障。

三、建筑外墻保溫材料燃燒性能分析

1、燃燒性能分析

按照相關(guān)規(guī)定，保溫材料燃燒性能主要分為四個(gè)級(jí)別，即：A級(jí)不燃性建筑材料，如巖棉、無(wú)機(jī)保溫砂漿等；Bi級(jí)難燃性建筑材料，如膠粉聚苯顆粒以及酚醛等；B2級(jí)可燃性建筑材料，如擠塑聚苯板、模塑聚苯板等；.3級(jí)易燃性建筑材料。

保溫材料主要是以降低熱損失為目的卜般清況下導(dǎo)熱系數(shù)在0.14W/（m·K）以下的材料，導(dǎo)熱系數(shù)小于O.OSW/（m·K）的材料即可成為高效保溫材料。

不同保溫材料燃燒性能不同，在選擇時(shí)應(yīng)結(jié)合其特點(diǎn)來(lái)確定。如防火隔離帶的保溫材料可以采用無(wú)機(jī)保溫砂漿以及泡沫玻璃等A級(jí)材料。而對(duì)于建筑外保溫系統(tǒng)以及外墻裝飾防火設(shè)計(jì)應(yīng)以國(guó)家規(guī)定為準(zhǔn)，選擇的材料燃燒性能最佳為A級(jí)，墻體外保溫系統(tǒng)保溫材料應(yīng)為不燃或者是難燃材料。

2、性能分析實(shí)驗(yàn)

2.1實(shí)驗(yàn)方法與設(shè)備

主要是對(duì)幾種比較常見的保溫材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，例如有機(jī)材料聚苯乙烯、聚氨醋、酚醛等，無(wú)機(jī)材料巖棉、硅酸鈣板、膠粉聚苯顆粒以及水泥砂漿等。

實(shí)驗(yàn)方法為熱值測(cè)定法，設(shè)備為C200型氧彈量熱儀，對(duì)聚苯乙烯、巖棉、聚氨醋以及水泥砂漿的燃燒熱值進(jìn)行測(cè)定閻。并對(duì)測(cè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行研究分析，準(zhǔn)確評(píng)價(jià)幾種材料的燃燒性能以及防火性能。

首先，在取樣時(shí)為保證樣品具有代表性與均勻性，選擇手鋸垂直取樣法，即以普通的手鋸在材料不同位置沿著與材料表面垂直的方向鋸開長(zhǎng)短不一的小口，對(duì)存在的粉末進(jìn)行收集，并將其充分和勻，經(jīng)過2、3次縮樣后選取1g試樣。

其次，按照規(guī)定要求，至少要對(duì)同一樣品的3份試樣進(jìn)行檢測(cè)，并在結(jié)果滿足有效性的基礎(chǔ)上取3份檢測(cè)數(shù)據(jù)的平均值，如果結(jié)果不滿足有效性要求，則需要取另外2份試樣進(jìn)行試驗(yàn)，將5份試驗(yàn)結(jié)果去除最大值與最小值，取剩余3份數(shù)據(jù)平均值。

最后，對(duì)于建筑復(fù)合型外墻保溫材料，相關(guān)規(guī)定表明，燃燒熱值即單位質(zhì)量材料完全燃燒，并將其燃燒產(chǎn)物水蒸氣均凝結(jié)為液態(tài)時(shí)所放出的熱量，單位為MJ/kg，計(jì)算公式為：

式中：

PCSn—復(fù)合材料中第n中組分燃燒熱值，MJ/kg；

Mn-復(fù)合材料中第n種組份面密度，kb/m2

2.2結(jié)果分析

對(duì)不同廠家生產(chǎn)不同的批次保溫材料抽取5個(gè)批次進(jìn)行試驗(yàn)，所得數(shù)據(jù)如表

從表中可以看出聚氨醋與聚苯乙烯燃燒熱值均達(dá)到20MJ/kg以上，具有很高的火災(zāi)危險(xiǎn)性，在建筑外墻建設(shè)時(shí)應(yīng)謹(jǐn)慎使用。另外可以看出，即便同為A級(jí)材料，其燃燒值差距也比較大.在選擇時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)不同材料燃燒性能的研究。

2.3分析結(jié)果

巖棉、水泥砂漿等無(wú)機(jī)材料燃燒性能比較低，一般都在1MJ/kg以下，火災(zāi)危險(xiǎn)性比較低，可以選擇其作為復(fù)合材料外層防護(hù)層，起到良好的防護(hù)作用。

對(duì)建筑外墻保溫進(jìn)行處理時(shí)，應(yīng)首先選擇燃燒性能較低的材料，而施工時(shí)，需要用建筑外墻防護(hù)層將保溫材料完全覆蓋，其中首層防護(hù)層厚度超過6mm，其他部位也應(yīng)超過3mm。對(duì)于建筑外墻裝飾層必須選擇不燃材料。

另外，為提高建筑防火性能，還需要建立相應(yīng)的防火隔離帶，即沿著樓板位置設(shè)置寬度大于30cm的A級(jí)保溫材料。

四、建筑保溫材料應(yīng)特別注意的幾個(gè)要素

1、溫度環(huán)境

應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驕囟拳h(huán)境來(lái)選擇保溫材料，比如北方一些寒冷地區(qū)選擇保溫隔熱性能比較好的保溫材料，如有機(jī)保溫材料聚苯板等；而南方一些溫差不大的地方可以選擇無(wú)機(jī)保溫砂漿板材料，如玻化微珠保溫砂漿等。

2、導(dǎo)熱系數(shù)

在滿足保溫效果的條件下，應(yīng)優(yōu)先選用具有最小導(dǎo)熱系數(shù)的保溫材料，這樣不僅滿足設(shè)計(jì)要求，施工方便、減少運(yùn)輸?shù)荣M(fèi)用，而且占用空間小。

3、穩(wěn)定性

選擇的保溫材料應(yīng)有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和遇冷遇熱穩(wěn)定性，延長(zhǎng)建筑物的使用壽命。

4、機(jī)械強(qiáng)度外墻保溫材料應(yīng)能承受一定荷載并能抵抗外力撞擊。

5、性價(jià)比

用外墻保溫材料單位熱阻與價(jià)格比較來(lái)選用相對(duì)低價(jià)的保溫材料。

6、阻燃性

在建筑結(jié)構(gòu)中，防火要求高的區(qū)域應(yīng)優(yōu)先選擇阻燃好的保溫材料，如A級(jí)無(wú)機(jī)保溫材料；防火要求不高的區(qū)域應(yīng)選擇B級(jí)有機(jī)保溫材料。

7、吸水率

外墻保溫材料吸水后導(dǎo)熱系數(shù)會(huì)增加而保溫效果就會(huì)降低，因此應(yīng)該選用吸水率低或憎水性好的保溫材料，避免保溫材料吸水而增加其導(dǎo)熱系數(shù)。

8、密度

盡量選用低密度的外墻保溫材料，可以減輕建筑物的荷載，且施工方便。

9、施工性

外墻保溫材料應(yīng)具有施工方便、操作簡(jiǎn)便、易保證質(zhì)量等特點(diǎn)，在復(fù)雜墻面應(yīng)選擇保溫砂漿材料，現(xiàn)場(chǎng)加水?dāng)嚢杈鶆蚣纯墒┕ぃ辉谄秸拇髩γ鎽?yīng)選擇保溫板類材料。

10、使用壽命

建筑上外墻保溫材料，常年經(jīng)受自然界凍融循環(huán)和風(fēng)雨傾蝕的影響，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，保溫材料的物理性能難免出現(xiàn)下降，保溫節(jié)能效果也會(huì)降低。因此，應(yīng)選擇物理性能指標(biāo)穩(wěn)定、耐老化性好的保溫材料，以保證節(jié)能效果，延長(zhǎng)使用壽命。

結(jié)束語(yǔ)

總之，提高建筑物的外墻保溫材料的防火安全性能是必修的一個(gè)重要課程。

而要想達(dá)到有效預(yù)防火災(zāi)的目的，我們必須在宣傳引導(dǎo)人們提高防火意識(shí)并且做好防火措施的同時(shí)，也要加大教育和宣傳的力度，教會(huì)人們?nèi)绾卧诨馂?zāi)中進(jìn)行自救。

更重要的是，作為火災(zāi)問題中心的建筑界，必須認(rèn)識(shí)到提高建筑物的外墻保溫材料的防火安全性能對(duì)于預(yù)防火災(zāi)的重要性，并且同時(shí)調(diào)動(dòng)工作人員的積極性，致力于研究出防火安全性能更好更有效的外墻保溫材料，盡早的進(jìn)行設(shè)計(jì)和投入施工，以使能夠其在遇到火災(zāi)時(shí)發(fā)揮應(yīng)有的作用。

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