建筑保溫材料燃燒性能檢測(cè)的問題探討

曾秀梅 黃貴勇

（廣州市穩(wěn)建工程檢測(cè)有限公司）

平板狀建筑材料及制品，顧名思義就是適用于建筑平面狀態(tài)下使用的材料或制品，主要包括各種類型的木材、塑料、石膏板等，廣泛應(yīng)用于建筑和裝修領(lǐng)域。建筑材料的燃燒性能是衡量建筑材料在火災(zāi)中安全性的重要指標(biāo)，對(duì)于保障建筑物的防火安全具有重要意義。然而，由于建筑材料種類繁多，不同材料之間的燃燒性能存在巨大差異，因此進(jìn)行燃燒性能檢測(cè)是必要的。本文旨在介紹和探討現(xiàn)有的建筑材料燃燒性能檢測(cè)方法和標(biāo)準(zhǔn)，以期為相關(guān)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用提供參考和幫助。我國(guó)現(xiàn)用保溫材料一般分為A、B1、B2、B3四個(gè)等級(jí)，分別對(duì)應(yīng)不燃材料（制品）、難燃材料（制品）、可燃材料（制品）、易燃材料（制品）。為有效降低外立面火災(zāi)發(fā)生，2014 年調(diào)整的規(guī)范要求建筑保溫材料必須滿足A 級(jí)或B1級(jí)。然而，仍有一些建筑使用易燃、可燃材料作為高層民用建筑外墻外保溫材料，使得火災(zāi)發(fā)生的可能性大大增加，從而危害到人民群眾的人身安全及財(cái)產(chǎn)安全。

此外，一些施工中的違規(guī)操作也可能引發(fā)火災(zāi)。比如，施工人員違規(guī)進(jìn)行電焊作業(yè)，電焊火花引燃了下方腳手架平臺(tái)上堆放的保溫材料。這種不規(guī)范行為不僅容易引發(fā)火災(zāi)，還可能造成人員傷亡。

1 近期由建筑節(jié)能材料引起的火災(zāi)案例

建筑外墻保溫材料火災(zāi)主要是由建筑外墻保溫材料的燃燒性能不達(dá)標(biāo)和使用不規(guī)范等引起的：2021 年11 月西昌商業(yè)大樓裝修工地發(fā)生火災(zāi)事故；2023 年6月，上海靜安區(qū)一多層公共建筑發(fā)生火災(zāi)。據(jù)了解，該建筑的外墻使用了一種易燃的保溫材料；2023年8月山東濱州一正在施工階段的建筑發(fā)生火災(zāi)，據(jù)消防人員稱是保溫材料引起火災(zāi)；2023年8月天津市南開區(qū)一大廈起火，是外墻保溫層材料引起的火災(zāi)。

2 建筑材料燃燒性能檢測(cè)方法和標(biāo)準(zhǔn)

建筑材料的燃燒性能檢測(cè)一般按照GB 8624-2012《建筑材料及制品燃燒性能分級(jí)》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。該標(biāo)準(zhǔn)將建筑材料及制品的燃燒性能分為A、B1、B2、B3四個(gè)等級(jí)，分別對(duì)應(yīng)不燃材料（制品）、難燃材料（制品）、可燃材料（制品）、易燃材料（制品）。

目前，國(guó)內(nèi)外針對(duì)建筑材料燃燒性能檢測(cè)的試驗(yàn)方法和標(biāo)準(zhǔn)存在多種，主要包括垂直燃燒試驗(yàn)、水平燃燒試驗(yàn)、煙密度試驗(yàn)、火焰蔓延速度試驗(yàn)等。這些方法和標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)不同的測(cè)試要求和應(yīng)用場(chǎng)景，制定了相應(yīng)的試驗(yàn)條件和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，是進(jìn)行燃燒性能檢測(cè)的重要依據(jù)。

其中，垂直燃燒試驗(yàn)和水平燃燒試驗(yàn)是較為常用的燃燒性能檢測(cè)方法。垂直燃燒試驗(yàn)主要測(cè)試材料的垂直燃燒性能，通過觀察材料在規(guī)定時(shí)間內(nèi)的燃燒速度、火焰高度、燃燒持續(xù)時(shí)間等指標(biāo)來評(píng)價(jià)其燃燒性能。水平燃燒試驗(yàn)則主要測(cè)試材料的水平燃燒性能，通過觀察材料在規(guī)定時(shí)間內(nèi)的燃燒速度、可燃性、火焰蔓延速度等指標(biāo)來評(píng)價(jià)其燃燒性能。現(xiàn)在我們針對(duì)建筑材料比較常用的幾種燃燒檢測(cè)來探討。

2.1 A級(jí)燃燒的檢測(cè)

建筑材料A級(jí)燃燒檢測(cè)是按照GB 8624-2012《建筑材料及制品燃燒性能分級(jí)》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的一種燃燒性能檢測(cè)，其燃燒級(jí)別最高。其中A1 級(jí)燃燒檢測(cè)也是一項(xiàng)比較嚴(yán)格的燃燒性能檢測(cè)，要求材料具有極好的阻燃性能。在進(jìn)行建筑材料A1 級(jí)燃燒檢測(cè)時(shí)，主要需要檢測(cè)兩個(gè)性能指標(biāo)：燃燒熱值的測(cè)定和不燃性試驗(yàn)。首先要選取具有代表性的試樣，按照相對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)方法進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)兩個(gè)參數(shù)數(shù)據(jù)來判定是否符合A級(jí)燃燒要求。

燃燒熱值的測(cè)定，是在恒定的熱容量的氧彈量熱儀中，來測(cè)定并獲取材料的燃燒熱值，是指材料完全燃燒時(shí)釋放的熱量。高燃燒熱值意味著材料在燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生更多的熱量和煙霧，對(duì)周圍環(huán)境和人員安全構(gòu)成更大威脅。比較常用的幾種建筑材料的熱值數(shù)據(jù)見表1。

表1 比較常用的幾種建筑材料的熱值數(shù)據(jù)

表2 擠塑板（XPS）不同厚度的單體燃燒個(gè)別代表性數(shù)值對(duì)比表

以上數(shù)據(jù)可以看出建筑材料熱值：蒸壓加氣混凝土砌塊＜玻化微珠無機(jī)保溫砂漿＜巖棉＜玻璃棉＜紙面石膏板

不燃性試驗(yàn)，是指材料在高溫下不易燃燒或迅速熄滅的性能，這是評(píng)價(jià)材料防火性能的重要指標(biāo)。按照標(biāo)準(zhǔn)要求選取五個(gè)圓柱形的試樣，將其置于燃燒試驗(yàn)爐中（圖1），穩(wěn)定（750±5）℃至少30min，觀察其燃燒情況并記錄相關(guān)參數(shù)的數(shù)據(jù)（主要數(shù)據(jù)信息有爐內(nèi)溫升、質(zhì)量損失率和持續(xù)燃燒時(shí)間）。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，與標(biāo)準(zhǔn)評(píng)判要求進(jìn)行比較，以確定樣品是否滿足A 級(jí)要求。玻璃棉樣品燃燒前及燃燒后的對(duì)比圖見圖2。

圖1 不燃性試驗(yàn)高溫爐

圖2 玻璃棉樣品燃燒前及燃燒后的對(duì)比圖

2.2 B1級(jí)燃燒的檢測(cè)

建筑平板狀材料的B1級(jí)燃燒試驗(yàn)需進(jìn)行單體燃燒試驗(yàn)和可燃性試驗(yàn)，該試驗(yàn)方法用于測(cè)定建筑平板狀材料（如外墻保溫板等）的燃燒情況，以評(píng)估其在火災(zāi)中的安全性能。

目前建筑外墻或者屋面保溫材料，主要用到絕熱用擠塑聚苯乙烯泡沫塑料（XPS）,下文簡(jiǎn)稱為擠塑板。一組擠塑板（XPS）樣品的燃燒圖見圖3。

圖3 一組擠塑板（XPS）樣品的燃燒圖

在建筑平板狀材料單體燃燒試驗(yàn)中，主要考察以下幾個(gè)指標(biāo)：燃燒增長(zhǎng)速率指數(shù)（FIGRA）、試樣受火于主燃燒器最初600s 內(nèi)的總熱釋放量（THR600s）、試樣受火于主燃燒器最初600s 內(nèi)的總產(chǎn)煙量（TSP600s）、及目測(cè)火焰橫向蔓延長(zhǎng)度（LFS）。其中熱釋放速率過高可能導(dǎo)致火災(zāi)迅速蔓延，給消防救援帶來困難。在具體操作時(shí)，將待檢材料制成規(guī)范要求規(guī)格的試樣，置于單體燃燒試驗(yàn)爐中，用標(biāo)準(zhǔn)的火源點(diǎn)燃，測(cè)量其燃燒性能指標(biāo)。在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，需要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行操作，比如燃燒前要先進(jìn)行設(shè)備校準(zhǔn)程序，如光系統(tǒng)的校準(zhǔn)、氧氣分析儀的校準(zhǔn)、二氧化碳分析儀的校準(zhǔn)、丙烷質(zhì)量流量的校準(zhǔn)，以確保試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

以上數(shù)據(jù)顯示，擠塑板的單體燃燒試驗(yàn)產(chǎn)生的幾個(gè)燃燒數(shù)據(jù)，會(huì)因厚度的增加而增加。

需要注意的是，建筑材料B1級(jí)燃燒檢測(cè)是對(duì)材料燃燒性能的一種評(píng)估，但并不是說所有的B1級(jí)材料都會(huì)在火災(zāi)中表現(xiàn)出同樣的燃燒性能。在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，需要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)方法和操作要求進(jìn)行，不得隨意更改或忽略任何數(shù)據(jù)，確保試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)具體的場(chǎng)所和要求選取符合燃燒性能等級(jí)的材料，并采取相應(yīng)的防火措施，以保障建筑物的安全。

2.3 B2級(jí)燃燒的檢測(cè)

建筑材料B2級(jí)為可燃材料，其燃燒性能較低?？扇夹允侵覆牧显谝欢l件下能夠燃燒的程度和速度。材料的可燃性與其燃燒時(shí)的火勢(shì)大小密切相關(guān)。

在進(jìn)行B2級(jí)燃燒檢測(cè)時(shí)，需要注意以下事項(xiàng)：

⑴需要選取具有代表性的樣品，并對(duì)試樣的尺寸和受火面進(jìn)行處理。試樣的尺寸應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，受火面應(yīng)平整、無縫隙、裂紋或孔洞等缺陷。

⑵試驗(yàn)前需要對(duì)試樣在（23±2）℃，（50±5）%狀態(tài)下調(diào)節(jié)不少于48h，以確保其含水率、溫度和濕度等參數(shù)符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

⑶在安裝試樣時(shí)，需要將試樣牢固地固定在支架上，以避免試樣在試驗(yàn)過程中發(fā)生不必要的位移。

⑷需要調(diào)整好燃燒器的位置，使火焰能夠均勻地、準(zhǔn)確地作用于試樣表面。

⑸在試驗(yàn)過程中，需要持續(xù)記錄時(shí)間，并觀察和記錄試樣的燃燒速度、火焰高度以、試樣的變形及滴落物等情況。

可燃性試驗(yàn)為了更準(zhǔn)確在了解被檢材料的燃燒性能，從而判斷其燃燒性能是否符合要求的重要手段。在實(shí)際應(yīng)用中，不僅需要考慮其燃燒性能等級(jí)，還需要考慮其實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景和防火要求，以選取最適合的材料并采取相應(yīng)的防火措施。

3 建筑材料燃燒性能檢測(cè)的優(yōu)缺點(diǎn)

燃燒性能檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)主要有：

⑴確保建筑物的安全：建筑材料燃燒性能的檢測(cè)可以有效地減少火災(zāi)發(fā)生的可能性，從而保障建筑物內(nèi)人員和財(cái)產(chǎn)的安全。

⑵提高建筑物的質(zhì)量：通過燃燒性能檢測(cè)，可以發(fā)現(xiàn)并解決建筑材料中存在的問題，從而提高建筑物的整體質(zhì)量和安全性。

⑶增強(qiáng)建筑物的耐久性：燃燒性能檢測(cè)可以判斷建筑材料是否具有良好的耐久性，從而為建筑物的長(zhǎng)期使用提供保障。

⑷節(jié)約能源：高性能的建筑材料可以有效地減少能源消耗，提高能源利用效率，從而為建筑物的綠色能源及可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

然而燃燒性能檢測(cè)有存在一些缺點(diǎn)：

⑴檢測(cè)成本較高：進(jìn)行建筑材料燃燒性能檢測(cè)需要專業(yè)的設(shè)備和人力，因此檢測(cè)成本相對(duì)較高。

⑵檢測(cè)周期長(zhǎng)：由于檢測(cè)過程復(fù)雜，因此需要較長(zhǎng)的檢測(cè)周期，可能會(huì)影響建筑工地的進(jìn)度。

⑶檢測(cè)結(jié)果易受干擾：檢測(cè)結(jié)果可能遇到一些不確定因素，受到環(huán)境、設(shè)備、操作人員等因素的影響，例如，在垂直燃燒試驗(yàn)中，點(diǎn)燃材料時(shí)需確保火焰充分接觸材料表面，否則會(huì)導(dǎo)致燃燒速度不準(zhǔn)確。在水平燃燒試驗(yàn)中，需要嚴(yán)格控制試樣的放置位置和角度，否則會(huì)影響火焰蔓延速度的測(cè)試結(jié)果。因此，對(duì)于不同材料在不同條件下的燃燒性能測(cè)試，需要充分考慮環(huán)境因素和材料特性對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響，避免簡(jiǎn)單套用標(biāo)準(zhǔn)和經(jīng)驗(yàn)。

此外，對(duì)于一些特殊類型的建筑材料，如金屬面硫氧鎂夾心板、復(fù)合保溫板等，其燃燒性能檢測(cè)還需要按照特定的標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范進(jìn)行。這些標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范通常會(huì)更加詳細(xì)地規(guī)定試驗(yàn)方法、試驗(yàn)條件、試驗(yàn)結(jié)果的處理等方面的內(nèi)容，以確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

4 建筑材料燃燒性能檢測(cè)的應(yīng)用情況

建筑材料燃燒性能檢測(cè)在目前的建筑行業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用：

首先，在建筑設(shè)計(jì)和施工過程中，燃燒性能檢測(cè)是必不可少的環(huán)節(jié)。通過檢測(cè)，可以確定建筑材料的燃燒性能是否符合設(shè)計(jì)要求和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，從而保障建筑物的安全性和穩(wěn)定性。

其次，建筑材料燃燒性能檢測(cè)也應(yīng)用于建筑材料的研發(fā)和生產(chǎn)過程中。通過檢測(cè)，可以評(píng)估材料的可燃性、煙氣毒性、熱釋放等性能，為材料的研發(fā)和生產(chǎn)提供依據(jù)。

此外，建筑材料燃燒性能檢測(cè)還應(yīng)用于火災(zāi)調(diào)查和事故分析中。通過檢測(cè)，可以判斷火災(zāi)的原因、火勢(shì)蔓延的途徑以及火災(zāi)對(duì)建筑物的影響，為事故處理和法律追究提供證據(jù)。

5 結(jié)論與展望

建筑材料的燃燒性能檢測(cè)是保障建筑物防火安全的重要措施。通過對(duì)不同建筑材料進(jìn)行燃燒性能檢測(cè)，可以了解其燃燒特性，為建筑設(shè)計(jì)和防火安全提供依據(jù)。為了防止建筑外墻保溫材料火災(zāi)的發(fā)生，一方面應(yīng)選用符合規(guī)范的保溫材料，另一方面還應(yīng)加強(qiáng)施工管理，杜絕違規(guī)操作。此外，中華人民共和國(guó)應(yīng)急管理部令 第5 號(hào)《高層民用建筑消防安全管理規(guī)定》已經(jīng)規(guī)定，禁止使用易燃、可燃材料作為高層民用建筑外墻外保溫材料，這也是降低火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的重要措施。然而，現(xiàn)有的燃燒性能檢測(cè)方法和標(biāo)準(zhǔn)仍存在一定的局限性和不足，需要進(jìn)一步研究和改進(jìn)。未來，隨著新材料和新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，建筑材料的燃燒性能檢測(cè)技術(shù)也將不斷發(fā)展和完善，為保障建筑物的防火安全提供更加科學(xué)和可靠的支持。