建筑物外保溫材料防火性能研究

劉乃勇

1 建筑物外保溫材料的種類及其特點

隨著建筑節(jié)能的不斷提高，建筑物外保溫材料的應(yīng)用越來越廣泛。建筑物外保溫材料的種類眾多，以下將介紹常見的外保溫材料及其特點。

1.1 聚苯乙烯泡沫板

聚苯乙烯泡沫板（圖1）是一種常用的建筑物外保溫材料，具有優(yōu)良的保溫性能和防火性能。但是，聚苯乙烯泡沫板在遇到高溫時易燃，容易釋放有毒氣體。

圖1 聚苯乙烯泡沫板（來源：來源網(wǎng)絡(luò)）

1.2 玻璃棉板

玻璃棉板（圖2）是一種無機保溫材料，密度小、導(dǎo)熱系數(shù)低、施工方便及抗壓強度高。但玻璃棉板的吸水性較強，容易引起霉菌和腐爛。

圖2 玻璃棉板（來源：作者自攝）

1.3 礦棉板

礦棉板（圖3）采用礦物質(zhì)纖維材料制成，具有良好的保溫和隔音效果。但是，礦棉板比較脆弱，極易折斷，再加上表面會吸附粉塵，會危害人體健康。

圖3 礦棉板（來源：作者自攝）

1.4 聚氨酯泡沫板

聚氨酯泡沫板（圖4）是在催化劑、發(fā)泡劑、表面活性劑等作用下，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)發(fā)泡而成，具有重量輕、導(dǎo)熱系數(shù)小、操作簡單及膠接效果好等特點。但是，這種物質(zhì)在高溫下極易自燃，會產(chǎn)生劇毒氣體。

健康教育是精細(xì)化護(hù)理的一個重要組成部分，這與兒童家屬的有關(guān)預(yù)防接種知識的匱乏有著密切的關(guān)系。護(hù)士應(yīng)開展多種形式的健康教育方法，如定期舉辦預(yù)防接種知識講座，免費為其發(fā)放宣傳手冊和宣傳頁，在接種室張貼宣傳海報，建立微信群、qq群，重視網(wǎng)絡(luò)教育平臺等，向其介紹有關(guān)預(yù)防接種的相關(guān)知識，尤其是重點的注意事項等，同時指導(dǎo)家屬在接種后48小時內(nèi)應(yīng)禁止給兒童洗澡，飲食注意清淡等[3] 。

圖4 聚氨酯泡沫板（來源：作者自攝）

1.5 外墻保溫一體化板材

外墻保溫一體化板材（圖5）是一種具有隔熱、防火和隔音性能的新型隔熱建材，在建筑物中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。外墻保溫一體化板材雖然具有非常良好的阻燃性能，但是價格較高[3]。

圖5 外墻保溫一體化板材（來源：網(wǎng)絡(luò)）

2 建筑物外保溫材料防火性能案例分析

2.1 事故概述

2009 年2 月9 日，中央電視臺發(fā)生了一場重大的火災(zāi)事故。這場火災(zāi)由煙花引起，持續(xù)了6 h?；馂?zāi)發(fā)生地點位于中央電視臺的電視文化中心（TV Culture Centre，TVCC），該建筑的外層為鈦鋅板，內(nèi)部包括防水層、保溫層、隔氣層等?；馂?zāi)從頂部開始向下蔓延，造成了巨大的經(jīng)濟損失和社會影響。

據(jù)報道，此次火災(zāi)是由一枚煙花引起的?；馂?zāi)起初從TVCC 的頂部開始蔓延，然后從建筑頂部的擦窗機檢修孔內(nèi)落下高溫殘片，引燃了檢修通道內(nèi)壁裸露的易燃材料，進(jìn)而引發(fā)更大規(guī)模的火災(zāi)。這次火災(zāi)不僅造成了巨大的經(jīng)濟損失，也使得外墻外保溫在我國遭到重大的質(zhì)疑和非議。

2.2 事故原因

中央電視臺新址辦公室違反了有關(guān)煙花爆竹安全管理規(guī)定，未經(jīng)有關(guān)部門許可，在建筑工地內(nèi)違法組織了大型禮花焰火燃放活動。由于禮花彈爆炸后高溫星體落入文化中心主體建筑頂部擦窗機檢修孔內(nèi)，點燃了檢修通道內(nèi)壁上的易燃材料，從而引發(fā)了火災(zāi)。這一活動組織不當(dāng)導(dǎo)致安全距離不足，也是火災(zāi)發(fā)生的一個重要原因。此外，文化中心主體建筑內(nèi)部的防火設(shè)施也存在一定的問題，進(jìn)一步加劇了火勢蔓延。

TVCC 大樓外層由一層鈦鋅鋼板構(gòu)成，內(nèi)層則由防水層、保溫層、氣體隔離層等組成。保溫層主要采用了擠壓板材，該材料的保溫效果較好，但防火性能較差，一旦發(fā)生火災(zāi)，很難撲滅。

TVCC大樓內(nèi)有一定的安全風(fēng)險。比如，有些建筑物外部安裝了金屬夾板，金屬夾板之間易堆積粉塵等雜物，一旦發(fā)生火災(zāi)，極易引起這些物品自燃，從而造成火災(zāi)蔓延。另外，部分建筑物的消防安全門未按有關(guān)規(guī)定安裝或更換，如果發(fā)生火災(zāi)，火災(zāi)會迅速擴散。

除建筑物本身問題外，建筑物管理與監(jiān)管方面也存在一定的問題。TVCC 雖然已安裝建筑消防系統(tǒng)，但是仍存在部分噴頭未通電、部分火警報警失效等問題。除此之外，在建筑安全管理方面也存在質(zhì)量監(jiān)督不力、材料檢測不嚴(yán)以及安全管理不力等問題。這些問題使得建筑防火性能以及安全性得不到保證，導(dǎo)致火災(zāi)持續(xù)時間變長。

2.3 事故教訓(xùn)

TVCC 大樓外墻采用了輕質(zhì)鈦鋅合金板材，雖然有較強的抗腐蝕性，但在遇到高溫之后，這種材料會自燃，并釋放出有毒氣體。因此，只有選擇耐火性能好的建筑材料，才可以減少火災(zāi)發(fā)生的風(fēng)險。例如，使用阻燃材料、防火漆等可以提高建筑的耐火性能。

3 建筑物外保溫材料防火性能的影響因素

3.1 材料特性

3.1.1 材料密度

材料密度是指單位體積內(nèi)所含的物質(zhì)質(zhì)量，是衡量建筑物外保溫材料密實程度的指標(biāo)。建筑物外保溫材料的密度對其阻燃性能有較大的影響。在建筑物的外部保溫中，隔熱層具有更高的相對密度和更好的防火性能[4]。由于采用高密度隔熱材料，所需要的熱能及可燃物的含量較少，因此防火效果較好。

在實際工程中，應(yīng)根據(jù)不同的建筑物要求選擇不同密度的建筑物外保溫材料。一般來說，對于需要較高防火等級的建筑物，應(yīng)選擇密度較大的建筑物外保溫材料，以提高建筑物的防火安全性。例如，在高層建筑中，應(yīng)使用密度較大的防火保溫材料，以保證建筑物的防火安全性。而對于一些低風(fēng)險建筑物，可以選擇密度較小的建筑物外保溫材料，以降低成本和減少對環(huán)境的污染。

3.1.2 材料燃燒特性

材料燃燒特性是指材料在燃燒過程中的物理化學(xué)變化和燃燒性能的表現(xiàn)，具體包括燃燒性能、熱釋放率和煙氣毒性等相關(guān)指標(biāo)。在建筑物外保溫材料的防火性能中，燃燒性能是最關(guān)鍵的指標(biāo)之一。因此，材料的燃燒速度、燃燒溫度、燃燒時間是燃燒性能的重要參數(shù)。當(dāng)建筑物外保溫材料的燃燒速度變快時，火災(zāi)的蔓延速度就會加快，從而對人們的生命以及財產(chǎn)造成更大的威脅[5]。

材料的熱釋放率也是影響建筑物外保溫材料防火性能的一個重要因素。熱釋放率是指材料在單位時間內(nèi)釋放的熱量，是衡量材料燃燒強度的指標(biāo)。熱釋放率越大，燃燒的能量就越強，火災(zāi)的蔓延速度也越快。因此，在選擇建筑物外保溫材料時，應(yīng)該考慮其熱釋放率。選擇熱釋放率較小的材料，可以有效減緩火災(zāi)的發(fā)展速度，提高建筑物的防火性能。

材料的煙氣毒性也是影響建筑物外保溫材料防火性能的重要因素之一。材料燃燒時會產(chǎn)生大量的煙霧和有毒氣體。這些煙霧和有毒氣體會嚴(yán)重影響人們的健康，甚至?xí)鹬舷⒑椭卸镜劝Y狀。因此，在選擇建筑物外保溫材料時，應(yīng)考慮其煙氣毒性。選擇煙氣毒性低的材料，可以有效減少煙霧和有毒氣體對人體健康的危害，保障人們的生命安全。

3.1.3 添加劑

添加劑作為一種化學(xué)制劑可以在材料的加工、制造過程中加入，具有提高材料性能的作用。在建筑物外保溫材料中加入添加劑，可以改善其物化性能，提高其防火性。不同類型的阻燃劑具有不同的作用機制和作用效果，選擇合適的阻燃劑可以在保證材料整體美觀的同時，大幅提高其防火性能，延長其使用壽命。常用的阻燃劑包括納米氧化鋁、磷酸鋁銨、硅酸鋁鹽等。

3.2 外部環(huán)境因素

3.2.1 氣候條件

建材的干燥和潮濕狀況與建材的防火特性有著密切的聯(lián)系。當(dāng)氣候變得更加干燥時，建筑物絕緣體容易燃燒，對于氣溫以及氧氣含量的要求變得更低，從而造成更嚴(yán)重的火情。在建筑物所在地區(qū)較為干燥的情況下，應(yīng)該選擇防火性能優(yōu)良的建筑物外保溫材料。

溫度也是影響建筑物外保溫材料防火性能的重要因素之一。在高溫環(huán)境中，建筑物的外保溫材料很容易出現(xiàn)脆性損傷，從而造成保溫性能降低。因此，在建筑物外保溫工程建設(shè)中，一定要將其作為一項重要的測量指標(biāo)。在室外溫度較高的情況下，選擇的建筑物外保溫材料必須具有較強的耐火性能和耐熱性能。

季節(jié)也是影響建筑物外保溫材料防火性能的因素之一。不同季節(jié)的氣候條件會對建筑物外保溫材料的防火性能產(chǎn)生不同的影響。例如，在冬季，建筑物外保溫材料可能會與周圍環(huán)境形成較大的溫差，從而降低材料的防火性能。因此，在選擇建筑物外保溫材料時應(yīng)該考慮季節(jié)因素，并根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件選擇合適的建筑物外保溫材料。

3.2.2 周圍建筑物的間距及密度

建筑外保溫材料與周邊建筑之間的間距對其防火安全有很大的影響。當(dāng)相鄰建筑間的間距過小時，火勢更容易向其他建筑蔓延，增加了建筑外保溫材料的自燃及發(fā)生自燃危險。在建筑設(shè)計中，必須考慮建筑與周邊建筑之間的空間距離，使建筑與周邊建筑之間的空間間隔盡可能大，以降低火災(zāi)蔓延的風(fēng)險。

周圍建筑物的高度也是影響建筑物外保溫材料防火性能的重要因素之一。如果周圍建筑物的高度比建筑物外保溫材料高，發(fā)生火災(zāi)時容易產(chǎn)生較大的火勢，從而加大建筑物外保溫材料的著火和燃燒風(fēng)險。因此，在設(shè)計建筑物時，需要考慮周圍建筑物的高度。

周圍建筑物的密度也會影響建筑外墻保溫材料的防火性能。如果周圍建筑的密度較大，在發(fā)生火災(zāi)時，建筑物外保溫材料極易著火。因此，在進(jìn)行建筑設(shè)計時，必須考慮周邊建筑物的密度，所使用的建筑物外保溫材料必須具有良好的防火性能，并且能夠有效抵御周邊建筑物的火災(zāi)。

4 提高建筑物外保溫材料防火性能的策略

4.1 添加防火劑

將防火劑加入建筑物外保溫材料中，可以有效提高其防火性能。目前，防火劑主要有2 種：一種是無機防火劑，另一種是有機防火劑。氫氧化鋁、氧化鎂、硅酸鋁鈣是目前廣泛使用的無機阻燃材料，可有效降低火災(zāi)風(fēng)險。含氮、磷、鹵素的有機阻燃劑在燃燒時會生成不穩(wěn)定的氣體，可抑制火焰擴散。因此，在設(shè)計建筑物時，設(shè)計人員應(yīng)該根據(jù)建筑物的實際情況和當(dāng)?shù)氐臍夂蛱砑舆x擇合適的防火劑。

4.2 加強氣候條件的監(jiān)測和預(yù)警

在建筑物外保溫工程的施工中，外保溫材料的防火性能與氣候條件有很大的關(guān)系。在高溫、干旱、強風(fēng)等極端天氣條件下，建筑物外保溫材料自燃風(fēng)險顯著增加，如何有效控制其自燃，已經(jīng)成為目前亟待解決的難題。

因此在做好建筑物外保溫材料的防火工作外，還要加強氣候條件的監(jiān)測和預(yù)警。具體措施為：第1，全面監(jiān)測建筑物外保溫材料所處的氣候環(huán)境。利用氣象監(jiān)測儀器監(jiān)測氣溫、濕度、風(fēng)力等氣候因素，并記錄數(shù)據(jù)。第2，關(guān)注氣候條件的變化趨勢。通過分析氣象資料了解氣候的變化趨勢，并及時發(fā)布?xì)庀箢A(yù)警信息，提醒有關(guān)單位和人員采取防范措施。第3，建立監(jiān)控體系和預(yù)警機制。為及時發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患，可以在建筑物外保溫材料的安裝位置設(shè)置火災(zāi)監(jiān)測器、煙霧探測器等設(shè)備。

4.3 設(shè)置防火分區(qū)

為防止火災(zāi)蔓延，應(yīng)在建筑物周圍設(shè)置防火分區(qū)。建筑防火分區(qū)和周邊建筑防火分區(qū)應(yīng)相互銜接，共同構(gòu)成消防系統(tǒng)。防火分區(qū)必須設(shè)置防火墻和防火隔板，且防火隔板和防火墻應(yīng)按國家有關(guān)規(guī)定設(shè)計，并經(jīng)專業(yè)單位驗收合格。

5 結(jié)語

建筑外墻外保溫系統(tǒng)的防火安全性，與其自身的耐燃性有著直接聯(lián)系。為進(jìn)一步提高外墻外保溫系統(tǒng)的防火性能，需要合理選擇外墻外保溫材料，并且加強外墻外保溫防火施工管理，增強相關(guān)人員的消防意識，落實安全職責(zé)。