外墻外保溫防火技術(shù)現(xiàn)狀分析

溫領(lǐng)

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引言

高層建筑指的是高度在27m以上的住宅建筑以及高度在24m以上的非單層廠房、倉庫與其他民用建筑。高層建筑的產(chǎn)生與發(fā)展，為解決用地資源緊張與基建項(xiàng)目不斷增多之間的矛盾做出了突出貢獻(xiàn)。現(xiàn)代建筑行業(yè)中，外墻保溫系統(tǒng)已經(jīng)成為高層建筑中必不可少的重要組成部分。出于安全性的考慮，高層建筑外墻保溫系統(tǒng)不僅要具備良好的保溫隔熱性能，還要具備一定的防火性能，以有效預(yù)防和控制火災(zāi)的危害，保障建筑及人員安全。

1 建筑外墻外保溫材料行業(yè)的現(xiàn)狀

通常情況下，建筑物墻體保溫主要含有兩類，分別為外墻外保溫及外墻內(nèi)保溫。伴隨我國不斷推廣節(jié)能減排工作，外墻外保溫技術(shù)在建筑行業(yè)工程過程當(dāng)中得到普及。和外墻內(nèi)保溫箱對比，外墻外保溫有著眾多外墻內(nèi)保溫所沒有的優(yōu)勢。第一，外墻外保溫能夠更好地對建筑物主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)，有助于增加建筑物使用的周期。在應(yīng)用外墻外保溫的過程中，保溫層位于外墻的外面，能夠更好地對由于溫度變化而造成結(jié)果變形出現(xiàn)的應(yīng)力進(jìn)行緩沖。除此之外，這還能夠預(yù)防凍融循環(huán)給建筑物結(jié)構(gòu)帶來的破壞，降低空氣內(nèi)有害氣體給建筑物主體帶來的侵害。第二，根據(jù)外墻外保溫材料方面的設(shè)計(jì)，當(dāng)存在不穩(wěn)定熱作用的情況下，保溫材料能夠?qū)崃窟M(jìn)行吸收或放出。這樣將有助于讓室內(nèi)溫度保持平衡。不僅如此，保溫材料能夠讓墻體潮濕狀況大大改善。在對室內(nèi)使用面積不進(jìn)行占用的同時(shí)大大改善室內(nèi)熱環(huán)境的質(zhì)量。最近幾年時(shí)間里，伴隨我國越來越重視建筑節(jié)能減排工作，圍墻外保溫材料得到了不斷發(fā)展，出現(xiàn)了眾多外墻保溫系統(tǒng)，例如：EPS、保溫裝飾一體化等等[1]。

2 高層建筑火災(zāi)特點(diǎn)

高層建筑一旦出現(xiàn)火災(zāi)問題會(huì)給人們帶來重大的危害，其中火災(zāi)發(fā)生的特點(diǎn)主要集中在以下幾個(gè)方面：第一，火災(zāi)蔓延速度較快，對高層建筑工程項(xiàng)目而言，其中的管道井、電梯井、樓梯間以及封道等豎向井道相對較多，若是沒有切實(shí)做好防火分隔工作，一旦出現(xiàn)火災(zāi)就會(huì)沿著通道迅速蔓延，燃燒猛烈。根據(jù)相關(guān)測定顯示，火災(zāi)燃燒猛烈的情況下，煙氣擴(kuò)散速度可以超過每秒3m。第二，一旦出現(xiàn)高層建筑工程項(xiàng)目火災(zāi)問題，要疏散起來相對較為困難，這主要是由于高層建筑工程項(xiàng)目中人口數(shù)量偏多，并且垂直距離較大，再加之火災(zāi)環(huán)境下大部分人員具有恐慌心理，安全疏散成為一個(gè)比較棘手的問題。層數(shù)越高，所容納的人員也較多，所以要疏散的人員時(shí)間也比較長。一般從高樓走出基本上都要耗費(fèi)十幾分鐘。第三，撲救難度比較大。如今，工程項(xiàng)目已經(jīng)超出了10m，甚至有的高層建筑工程項(xiàng)目已經(jīng)達(dá)到了上百米。一旦出現(xiàn)火災(zāi)問題之后，想要從室外進(jìn)行火災(zāi)撲救相當(dāng)困難。對于某些較為發(fā)達(dá)的地區(qū)，雖然消防部門已經(jīng)購置了比較多的登高消防車，還是由于高度過高，無法滿足安全撲救的要求。比如，武漢市從芬蘭引進(jìn)了72m的云梯。大部分經(jīng)濟(jì)水平較發(fā)達(dá)的城市消防云梯一般都是50～60m之間，所以，如果18層以上的火災(zāi)，想要進(jìn)行撲救本身就比較困難，還要依賴建筑內(nèi)部人員自救或者是利用消防設(shè)施進(jìn)行滅火撲救。根據(jù)國內(nèi)外的一些經(jīng)典火災(zāi)案例進(jìn)行分析研究可以得出，高層工程項(xiàng)目當(dāng)中，火災(zāi)的特點(diǎn)主要集中體現(xiàn)在極易向上蔓延、煙囪效應(yīng)強(qiáng)以及蔓延過于迅速等，基本上是幾層同時(shí)進(jìn)行燃燒，形成立體火災(zāi)，存在著較大煙氣危害，對廣大人民群眾的生命安全造成重大威脅，所以需要相關(guān)的工作人員能夠?qū)煔夂突饎萋舆M(jìn)行嚴(yán)格的控制，只有這樣才能避免產(chǎn)生重大傷亡。外墻外保溫技術(shù)可以有效控制煙氣蔓延，還可以控制火災(zāi)，是目前值得深入思考的一個(gè)話題[2]。

3 影響高層建筑外墻外保溫系統(tǒng)防火性能的因素

3.1 保溫材料

保溫材料的性能直接影響外墻保溫系統(tǒng)的防火性能。如果絕緣材料易燃，則會(huì)增加火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。如果絕緣材料不可燃，則可有效防止火災(zāi)。在我國，外墻保溫體系是高層建筑中最常見的外墻保溫體系。在外墻保溫系統(tǒng)中，常用硬質(zhì)泡沫聚氨酯、XPS、EPS等保溫材料。這些材料為易燃材料，很容易導(dǎo)致外墻保溫系統(tǒng)發(fā)生火災(zāi)。隨著高層建筑的發(fā)展，相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)不斷完善，特別是對節(jié)能環(huán)保的要求越來越嚴(yán)格。為了降低暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗，外墻保溫系統(tǒng)得到了越來越多的應(yīng)用，而這些可燃保溫材料將在未來得到更多的應(yīng)用。鑒于此，我們必須更加重視外墻保溫系統(tǒng)的防火。

3.2 防火措施

建筑防火設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)是盡可能避免火災(zāi)事故，將火災(zāi)事故的危害控制在最小范圍內(nèi)，將火災(zāi)蔓延面積控制在最小范圍內(nèi)。對于外墻保溫系統(tǒng)的防火，應(yīng)借鑒建筑防火分區(qū)的方法，將整個(gè)外墻保溫系統(tǒng)劃分為若干防火分區(qū)，以有效控制火災(zāi)蔓延。以外墻保溫系統(tǒng)為例，目前我國的外墻保溫系統(tǒng)是包裹在外墻上，在層與層之間穿過防火分區(qū)，形成連續(xù)的可燃保溫層。一旦發(fā)生火災(zāi)事故，它會(huì)迅速蔓延，并會(huì)左右上下蔓延，甚至形成三維火災(zāi)。雖然我國《民用建筑外墻保溫系統(tǒng)及外墻裝飾防火暫行規(guī)定》提出設(shè)置防火隔離帶，但在實(shí)踐過程中，該規(guī)定的實(shí)施情況不容樂觀，埋下了許多安全隱患。

3.3 施工風(fēng)險(xiǎn)

通過對高層建筑外墻保溫系統(tǒng)火災(zāi)事故的調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)80%以上的火災(zāi)發(fā)生在施工過程中。這些火災(zāi)事故的主要原因是現(xiàn)場施工過程中存在諸多風(fēng)險(xiǎn)，主要有四點(diǎn)：一是施工現(xiàn)場沒有有效的消防安全管理，沒有設(shè)置專門的保溫材料堆放場地，材料露天堆放，或直接堆放在保溫工程周圍，未采取防火措施，未設(shè)置消防安全標(biāo)志；二是消防器材配置不完善，未設(shè)置消防車道；三是，由于外墻保溫系統(tǒng)的施工是一項(xiàng)復(fù)雜的作業(yè)，施工中經(jīng)常發(fā)生動(dòng)火作業(yè)和立體交叉作業(yè)。焊渣飛濺和明火會(huì)導(dǎo)致可燃保溫材料燃燒起火；四是建筑用保溫材料質(zhì)量差，阻燃性能不達(dá)標(biāo)，還可能發(fā)生火災(zāi)事故[3]。

4 提高外墻外保溫系統(tǒng)防火性能的措施

4.1 建筑材料技術(shù)方面的建議

第一，在材料上進(jìn)行改變，選擇無機(jī)材料替代過去有機(jī)保溫材料。為了更好地避免外墻保溫系統(tǒng)出現(xiàn)火災(zāi)事故，我國制定了有關(guān)規(guī)范，并出臺(tái)《建筑外保溫系統(tǒng)和外墻裝飾防火暫行規(guī)定》。在制定方面制定鼓勵(lì)應(yīng)用不燃的無機(jī)材料來對以往易燃有機(jī)材料進(jìn)行替代。第二，有效應(yīng)用新技術(shù)，開發(fā)新的產(chǎn)品，應(yīng)用低煙、低毒的保溫材料。例如：聚氨酯類的泡沫，其燃燒之后低毒和低煙，可以更好地對建筑物進(jìn)行保護(hù)。另外，低熱釋放和高炭化程度可以阻止火焰和熱量的傳布，控制火勢的蔓延。第三，在應(yīng)用有機(jī)保溫材料的時(shí)候能夠使用防火隔離帶技術(shù)。防火隔離帶指的是在建筑層和層間進(jìn)行防火隔斷。通常情況下，應(yīng)用不燃保溫材料，系統(tǒng)任何材料間將不存在空隙，其有著一定寬度。當(dāng)室內(nèi)出現(xiàn)火災(zāi)的情況下，可以避免火勢從窗口的部位對外墻保溫系統(tǒng)進(jìn)行引燃，造成火災(zāi)的蔓延。

4.2 合理選擇構(gòu)造型式

我國國土面積遼闊，高層建筑所在地區(qū)不同，對外墻保溫隔熱性能的要求也有一定的差異。針對外墻保溫系統(tǒng)，應(yīng)根據(jù)建筑實(shí)際情況進(jìn)行合理選擇。例如，可將外墻內(nèi)保溫系統(tǒng)或者是外墻外保溫系統(tǒng)與外墻夾芯保溫系統(tǒng)結(jié)合起來，以減少外墻內(nèi)保溫系統(tǒng)和外墻外保溫系統(tǒng)中保溫材料的厚度，減少火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。

4.3 加強(qiáng)施工安全管理

建筑外墻保溫系統(tǒng)施工中，應(yīng)在施工現(xiàn)場切實(shí)做好安全管理。結(jié)合建筑外墻保溫系統(tǒng)的特點(diǎn)及施工情況，開展安全培訓(xùn)，宣傳消防知識(shí)，加大防火巡查力度和消防安全檢查力度，減少施工現(xiàn)場發(fā)生的火災(zāi)，具體可從幾個(gè)方面入手：一是檢查保溫材料，為提高外墻保溫系統(tǒng)的防火性能，必須確保保溫材料的質(zhì)量達(dá)標(biāo)，不合格材料嚴(yán)禁投入使用；二是外墻保溫系統(tǒng)施工中，必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求，分區(qū)段進(jìn)行，嚴(yán)格控制各區(qū)段之間的防火間距；三是保溫材料未涂抹防護(hù)層的情況下，裸露施工高度不可超過3個(gè)樓層，且要及時(shí)覆蓋，以控制保溫材料的裸露時(shí)間和面積；四是特殊工種，如電工、氣焊以及電焊等必須持證上崗；五是施工現(xiàn)場需配備充足的消防設(shè)備；六是動(dòng)用明火必須嚴(yán)格遵循用火管理制度辦理相應(yīng)手續(xù)，動(dòng)火前清理干凈現(xiàn)場及周圍的可燃物，并要安排專門人員進(jìn)行監(jiān)管，動(dòng)火后檢查現(xiàn)場，確保無火災(zāi)隱患遺留[4]。

4.4 消防處的建議

第一，提高對保溫材料的認(rèn)識(shí)。消防部門應(yīng)提高對相關(guān)保溫材料的認(rèn)識(shí)，加強(qiáng)對相關(guān)建筑物的管理。利用電視、報(bào)紙等媒體大力宣傳，提高公眾對材料的科學(xué)意識(shí)，有效防范。第二，更新消防部隊(duì)的裝備。目前，高層建筑越來越多，但消防部門的消防設(shè)施相對落后。第三，加強(qiáng)施工現(xiàn)場管理。在確保外保溫材料符合防火性能標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行全面保護(hù)。另外，加強(qiáng)施工人員的防火意識(shí)，在每個(gè)施工現(xiàn)場配備一定的火源，以更好地避免火災(zāi)。

5 案例分析

以重慶某個(gè)知名案例分析，在本案中，存在法律糾紛，主要是建筑外墻外保溫材料開裂。居民向建筑商報(bào)告，外墻開裂影響了外觀，建筑商需要賠償。后來，建筑商認(rèn)為他自己的設(shè)計(jì)沒有問題，但是材料沒有通過海關(guān)，所以他找到了材料方并要求他們賠償。事實(shí)上，在這種情況下，主要原因是當(dāng)時(shí)用于外墻外保溫和防火的材料并不成熟和完善。因此，在今后的工作中，尤其是在高層建筑中，外墻外保溫系統(tǒng)的安全性和可靠性應(yīng)引起高度重視。法國對消防系統(tǒng)有不同的安全標(biāo)準(zhǔn)。例如，出于安全原因，法國規(guī)定高度超過20m的建筑物不得使用可燃材料。因此，法國高度小于20m的建筑物一般采用聚苯板，而高度大于20m的建筑物采用石棉外保溫材料。此外，在特殊情況下，對防火材料進(jìn)行二次處理，有效保證防火材料的合理性和科學(xué)性。由于我國對外墻外防火材料缺乏高度重視，一些不符合規(guī)定的材料往往被用于方便或降低成本，在很大程度上存在安全隱患，需要相關(guān)部門高度重視。

首先，要合理、科學(xué)地選擇保溫系統(tǒng)材料，盡量選擇抗壓能力強(qiáng)的材料，如老化7周以上的EPS板或環(huán)保性能強(qiáng)的材料。只有這樣，才能盡可能避免建筑工程中溫差應(yīng)力和局部收縮不平衡的情況，也才能在很大程度上有效避免建筑裂縫問題，有效保證良好的環(huán)境，提高建筑工程的舒適性。在選擇飾面材料時(shí)，應(yīng)盡量避免使用易開裂的無機(jī)涂料、易風(fēng)化的陶瓷或氣密材料，并有效保證飾面材料選擇的合理性和科學(xué)性。其次，妥善解決外墻外防火問題。在解決這一問題的過程中，要求有關(guān)人員端正態(tài)度，虛心學(xué)習(xí)其他發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。通過政府力量推廣外墻外保溫和消防系統(tǒng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)置防火隔離帶，合理科學(xué)設(shè)置消火栓。此外，還要高度重視防火材料的合理性和科學(xué)性，進(jìn)一步提高相關(guān)人員對防火體系的重視程度。只有這樣，才能保證整個(gè)建設(shè)項(xiàng)目的安全可靠，提高建設(shè)項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益[5]。

6 結(jié)束語

保溫材料、防護(hù)措施以及施工風(fēng)險(xiǎn)等是影響高層建筑外墻保溫系統(tǒng)防火性能的主要因素。為提高外墻保溫系統(tǒng)的防火性能，應(yīng)合理選擇保溫材料和構(gòu)造型式，加強(qiáng)施工安全管理，從而有效預(yù)防火災(zāi)事故，維護(hù)建筑及人員安全。