高層建筑外墻保溫系統(tǒng)防火措施研究

萬長劍

近年來，建筑外墻外保溫系統(tǒng)的施工技術(shù)日漸成熟，保溫形式不斷更新。但隨著人們對建筑節(jié)能要求的不斷提高，外墻外保溫系統(tǒng)施工工藝也在日益更新，除了承擔(dān)著建筑節(jié)能的重?fù)?dān)，還要滿足業(yè)主對建筑的美觀、防火、使用安全等要求。在傳統(tǒng)的工藝做法中，外墻外保溫系統(tǒng)普遍由找平層、保溫層、保溫砂漿、面層構(gòu)成，施工工藝繁瑣，對每層的垂直度、表面平整度要求高，需要采取切實(shí)可行的防火措施，進(jìn)一步增強(qiáng)高層建筑外墻保溫系統(tǒng)的防火性能。

1 保溫材料的種類

建筑外墻保溫材料是一種廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代建筑中的材料。它具有優(yōu)良的隔熱、保溫性能，可以有效降低建筑的能耗，提高室內(nèi)舒適度。目前，我國高層建筑使用的外墻保溫材料主要分2 種：第1，無機(jī)類保溫材料。這類保溫材料有著優(yōu)良的防火性能和阻燃性能。一般來說，這種材料即使遇到明火，也不會造成大面積的火勢蔓延，所以使用這種材料作為外墻保溫材料幾乎不存在火災(zāi)隱患。不過，這類材料除了防火性能表現(xiàn)優(yōu)異之外，其他方面的性能并不能很好滿足外墻保溫需求，故而在外墻施工中的適用性不強(qiáng)。第2，復(fù)合型絕熱材料。這種材料有著有機(jī)類和無機(jī)類保溫材料的優(yōu)勢，是一種阻燃性非常強(qiáng)的材料，將其用作外墻保溫材料，基本不存在火災(zāi)隱患[1]。

2 保溫材料抗火性能分析

2.1 擠塑聚苯乙烯泡沫板

擠塑聚苯乙烯泡沫板（Extruded Polystyrene Board，XPS） 是由一種新型的聚苯泡沫塑料經(jīng)過特種加工而成的一種新型的塑料發(fā)泡制品。與普通的聚乙烯復(fù)合面板（Expanded Polystyrene Board，EPS）相比，該面板的強(qiáng)度和保溫性能均優(yōu)于普通的EPS 板。XPS 體系是在EPS 體系基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型隔熱體系。XPS 擠塑板材的抗火性能，由于其與EPS 板的物理特性一樣，都是一種有機(jī)類材料，因此其阻燃性能較低，是一種可燃性物質(zhì)。但其燃燒性能在B2級，需要添加阻燃劑，才能勉強(qiáng)達(dá)到B1 級[2]。

2.2 聚氨酯外墻保溫

聚氨酯外墻保溫是一種新型的無機(jī)復(fù)合隔熱材料，目前主要采用的是在生產(chǎn)過程中進(jìn)行泡沫成型和在生產(chǎn)過程中進(jìn)行熱壓成型。聚氨酯屬于有機(jī)物質(zhì)，具有B2 級燃燒特性，屬于易燃物質(zhì)，加入阻燃劑后也可以到達(dá)B1 級，通常按照B2 級別進(jìn)行加工。它的強(qiáng)迫點(diǎn)火溫度是310 ℃，而它的自燃溫度是415 ℃。聚氨酯在加熱過程中會分解成可燃?xì)怏w，在不充分燃燒的情況下會形成大量的煙霧，而煙霧中會有產(chǎn)生一些有毒的物質(zhì)，如一氧化碳、二氧化碳、氰化氫、甲醛等，容易造成人身傷害。

2.3 酚醛泡沫制品

酚醛泡沫制品是一種難燃絕熱保溫材料，是以改性苯酚樹脂為主，增加多種添加劑后制作而成的閉孔型硬質(zhì)泡沫塑料。酚醛發(fā)泡物質(zhì)的導(dǎo)熱性很小，保溫效果好，而且還具備防水和隔離蒸汽的特性。

該泡沫的耐火性為B1 級，通過對泡沫進(jìn)行處理，可以使泡沫的耐火性提高至A 級。總而言之，酚醛泡沫制品的隔熱效果好，防火能力強(qiáng)，在當(dāng)前的各類保溫材料中，其屬于比較理想的防火節(jié)能材料[3]。

2.4 真空絕熱板

真空隔熱面板（Super Thin Panel，STP）是一種在內(nèi)襯增加防潮面層形成的新型真空隔熱材料，可以防止由于大氣的流動而產(chǎn)生的熱量，熱傳導(dǎo)率非常小，工作年限可達(dá)60 a，與建筑的使用年限幾乎相同，是國際上一種新型的、高性能的隔熱材料。

STP 是一種不燃材料，其燃燒特性可達(dá)A 級，符合我國民用建筑外墻的消防需求，是一種新型、高效、非燃型的建筑隔熱材料，具有廣泛的發(fā)展?jié)摿4]。

3 工程概況

某教育基地施工工程地上為10 層，地下為2 層，主體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為框架結(jié)構(gòu)，建筑高度36.8 m，建筑面積36683 m2，建筑功能為教學(xué)教室、實(shí)驗(yàn)室等綜合樓。為確保建筑外墻保溫材料的安全，預(yù)防安全隱患發(fā)生，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際選用保溫材料。

該工程的北立面、西立面和南立面1 ～4 軸采用保溫裝飾一體板傳熱系數(shù)：0.53 W/m·K，面層共4 種裝飾效果（仿鋁板800 mm×1200 mm 外墻涂料、仿花崗巖石材600 mm×600 mm外墻涂料、仿鋁板300 mm×600 mm 外墻涂料、高級外墻涂料），保溫層為50 mm 厚擠塑聚苯板（材料防火性能均為B1 級）。

4 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

4.1 工藝流程及施工準(zhǔn)備

施工工藝流程大致如下：施工準(zhǔn)備—基層檢查—基層處理—彈放基準(zhǔn)線—粘貼保溫材料—打錨固件—校正板面—打密封膠—揭保護(hù)膜—驗(yàn)收。

施工準(zhǔn)備主要遵循以下9 方面：

1）參加施工的有關(guān)人員要認(rèn)真熟悉施工圖紙，與設(shè)計(jì)人員、監(jiān)理工程師、甲方現(xiàn)場代表進(jìn)行技術(shù)交底，理解設(shè)計(jì)意圖，同時(shí)對照相關(guān)的施工規(guī)范、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合本工程實(shí)際情況明確各項(xiàng)技術(shù)要求和指標(biāo)。技術(shù)問題和圖紙問題要在施工前得到解決與落實(shí)，及時(shí)辦理設(shè)計(jì)變更[5]。

2）現(xiàn)場踏勘。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人要在充分理解設(shè)計(jì)意圖和熟悉施工圖紙后，負(fù)責(zé)組織項(xiàng)目部的項(xiàng)目總工、施工員、班組長前往施工現(xiàn)場實(shí)地踏勘，了解該工程的實(shí)際狀況，對節(jié)點(diǎn)、轉(zhuǎn)角、孔洞、保溫墻面與非保溫墻面的銜接及圖紙上難以表現(xiàn)的細(xì)部問題做到心中有數(shù)，并及時(shí)與設(shè)計(jì)人員溝通。同時(shí)對施工平面布置計(jì)劃、材料垂直運(yùn)輸計(jì)劃進(jìn)行核實(shí)和修正[6]。

3）在業(yè)主現(xiàn)場代表的主持下，與監(jiān)理工程師、總包單位、其他分部和分項(xiàng)工程負(fù)責(zé)人就相互協(xié)調(diào)配合、各工種工序之間的銜接和交叉作業(yè)作出統(tǒng)一安排。

4）對施工人員進(jìn)行上崗前的操作技術(shù)培訓(xùn)和安全規(guī)章制度教育。

5）設(shè)計(jì)的外墻保溫分格方案，并經(jīng)甲方認(rèn)可后再施工（包括整體和線條劃分方案的確認(rèn)）。

6）基層處理?；鶎淤|(zhì)量的好壞直接影響到外墻一體板的施工安裝質(zhì)量。施工作業(yè)前應(yīng)檢查以下相關(guān)內(nèi)容：第1，墻面抹灰層養(yǎng)護(hù)期應(yīng)大于28 d，以滿足安裝的要求。第2，墻面抹灰層平整度符合中級抹灰的標(biāo)準(zhǔn)，即使用2 m 的直尺檢驗(yàn)且接縫間隙不大于10 mm。第3，陰陽角的邊緣應(yīng)垂直，沒有明顯的凹凸等缺陷。第4，雨棚、窗臺、外部裝飾線應(yīng)水平豎直，墻面沒有施工孔洞。

7）落實(shí)施工用電用水。

8）建立材料庫房，庫房除了要有足夠的容量外，還必須避風(fēng)雨、防潮濕。庫房內(nèi)的材料應(yīng)根據(jù)品種分別堆放，并張掛醒目標(biāo)牌，避免在發(fā)放和使用中混淆。

9）主要施工工具包括手提電動攪拌器、手提切割機(jī)、電纜線排、電錘、臺鋸、靠尺等。

4.2 操作要點(diǎn)

4.2.1 放基準(zhǔn)線

具體步驟：第1，在施工的墻面上依據(jù)設(shè)計(jì)劃分方案，并在每個墻面上用墨盒彈測出縱橫基準(zhǔn)線。第2，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要符合設(shè)計(jì)圖紙的要求，并采用卷尺測量。

4.2.2 拌制粘結(jié)劑

用專用的粘結(jié)劑加入適當(dāng)?shù)乃?，利用電動攪拌器充分?jǐn)嚢杈鶆颉?/p>

4.2.3 粘貼一體板

粘貼一體板可按以下3 步進(jìn)行：

1）在一體板背面涂上混合均勻的粘結(jié)劑，采用點(diǎn)涂或條涂的方式。每個黏結(jié)的直徑不小于200 mm，每平方米不少于8 個黏結(jié)點(diǎn)。用手緩慢將一體板推靠到墻上，然后用橡皮錘均勻敲擊板表面，以調(diào)整一體板的安裝位置，使全部板面平整并對齊分格縫。

2）驗(yàn)收要求包括整體平整度應(yīng)該≤3 mm/2 m，板縫高差≤3 mm。確保每平方米不少于8 個結(jié)點(diǎn)，每個黏結(jié)點(diǎn)的直徑不小于200 mm，總的黏結(jié)面積大于等于板面的40%，位置應(yīng)水平、豎直并整齊排列。

3）檢驗(yàn)方法可以采用靠尺靠在粘貼完的板面上，然后利用塞尺檢查縫隙大小，使用小木槌輕輕敲擊板面，依據(jù)空鼓范圍判斷黏結(jié)面積的大小以及粘貼點(diǎn)的數(shù)目。

4.2.4 打錨固件

機(jī)械緊固件應(yīng)在一體板粘貼好以后進(jìn)行安裝。緊固件的安裝間距應(yīng)按300 ～500 mm 設(shè)置，必要時(shí)增加外壓件，調(diào)整板縫高差。無論是安裝內(nèi)緊固件還是外緊固件，其受力都不應(yīng)過大，以避免板面上產(chǎn)生波形。此外，應(yīng)依據(jù)板面平整度進(jìn)行調(diào)整。

4.2.5 一體板的固定

一體板粘貼位置確定后，在每塊板的上邊和下邊分別布置一個錨固件，錨固件應(yīng)以300 ～500 mm 的間格安裝在兩塊板之間，并根據(jù)板表面的平整度調(diào)整力的大小，以免造成版面的波浪形狀。

4.2.6 質(zhì)量要求

緊固件安裝齊全，壓力適度。檢測方法：目測法。

彈分格線，貼紙膠帶，用專門清潔劑將施膠版面清洗干凈，依據(jù)分格的寬度要求彈出分格線，然后沿分格線粘貼上紙膠帶。

打密封膠，首先用密封膠槍在分格縫內(nèi)均勻、適當(dāng)?shù)赝磕芊饽z，然后用刮平刀刮平，要求板上密封膠的寬度約為12 ～18 mm，打膠施工完后，撕下紙膠帶。質(zhì)量要求：無痕跡，無污垢。

4.2.7 清掃板面

清潔裝飾板邊緣的灰塵和污垢，去除保護(hù)膜，然后用干凈的毛巾去除黏合膠殘留物。如果板面部分粘有砂漿等，則應(yīng)使用清水沖刷干凈。質(zhì)量要求：無污漬或污垢；檢測方法：目測法。

4.2.8 施工說明

基準(zhǔn)線：施工開始后，在豎向和橫向上以初始施工線作為施工起點(diǎn)，并保持四周墻面上的圖形在相對位置保持不變。一般情況下，施工縱向基準(zhǔn)線應(yīng)放在建筑物上部，施工水平基準(zhǔn)線應(yīng)放在陰陽角部的輪廓作為基準(zhǔn)線。施工時(shí)所有基準(zhǔn)線都須占線施工。

施工順序：縱向的施工一般是按自下而上的順序進(jìn)行施工。但是，為確保每塊板位于四周墻上且保持在同一個水平線上，應(yīng)從建筑物周圍墻面上的同一基準(zhǔn)線開始，向上和向下進(jìn)行粘貼。

水平施工時(shí)，先施工陽角然后施工陰角。大面積施工前，確保特殊結(jié)構(gòu)（如門窗）的對稱性和均勻性。

5 高層建筑外墻保溫系統(tǒng)防火措施

5.1 從高層建筑的實(shí)際情況出發(fā)，合理布置建筑外墻保溫系統(tǒng)

合理布置建筑外墻保溫系統(tǒng)應(yīng)該遵循：

1）根據(jù)保溫層的選用，選用不燃燒的材質(zhì)，在建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行縱向、橫向的隔離。

2）在建筑外墻保溫系統(tǒng)中，可通過對不同部分之間設(shè)置防火隔離帶，阻止火勢蔓延，保護(hù)建筑的局部區(qū)域。同時(shí)，在外墻保溫系統(tǒng)使用防火涂層，降低材料的燃燒性能，避免火勢進(jìn)一步蔓延。

3）引入隔離層，減少熱量傳導(dǎo)，降低保溫材料的溫度。確保外墻保溫系統(tǒng)的構(gòu)建方式能夠抵御火災(zāi)的影響，避免脫落或產(chǎn)生二次災(zāi)害。

5.2 采取外墻保溫材料的相關(guān)防火安全技術(shù)

采取外墻保溫材料的防火技術(shù)，具體為：

1）建筑的防火板材、建筑結(jié)構(gòu)角頭的部位與建筑承重墻的部位間的分隔必須采用不燃保溫材料。在此期間，要在建筑物外部隔熱層的關(guān)鍵位置安裝一根隔離梁。目前，常用的消防安全設(shè)計(jì)方法是在建筑的整個外墻保溫工程中使用不燃材料作為填料，以充分發(fā)揮其對整個外墻結(jié)構(gòu)的支撐作用。

2）在建筑工程的外墻保溫設(shè)計(jì)中，應(yīng)該選擇不燃燒的材料，對外墻進(jìn)行均勻噴涂，以保證其能完全覆蓋整個外墻。

3）外墻保溫系統(tǒng)需要定期檢查和維護(hù)，確保材料的防火性能不受損。及時(shí)修復(fù)受損部分，以保持系統(tǒng)的完整性和安全性。在外墻保溫系統(tǒng)區(qū)域設(shè)置消防報(bào)警裝置、滅火器材等消防設(shè)施，以便在火災(zāi)發(fā)生時(shí)能夠及時(shí)采取措施。

5.3 完善落實(shí)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，加強(qiáng)監(jiān)督管理力度

各級建筑部門要認(rèn)真學(xué)習(xí)火災(zāi)事故教訓(xùn)，認(rèn)真落實(shí)火災(zāi)安全責(zé)任體系。必須進(jìn)一步加強(qiáng)防火安全知識的宣傳和教育，增強(qiáng)防火安全意識。所有建設(shè)項(xiàng)目的有關(guān)人員必須確保項(xiàng)目質(zhì)量，建設(shè)單位不得明示或暗示使用不符合標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求的節(jié)能材料。建設(shè)單位應(yīng)對進(jìn)入建設(shè)現(xiàn)場的建筑物隔熱材料進(jìn)行檢查，確保建筑質(zhì)量滿足建設(shè)要求。相關(guān)功能部門應(yīng)緊密合作，加強(qiáng)監(jiān)督和檢查，排除火災(zāi)安全隱患，從根本上杜絕火災(zāi)的發(fā)生。

5.4 加大培訓(xùn)力度

建筑管理人員應(yīng)接受防火安全培訓(xùn)，了解如何正確使用消防設(shè)備，如何應(yīng)對火災(zāi)緊急情況以及在火災(zāi)發(fā)生時(shí)的疏散措施。

建筑設(shè)計(jì)師、施工人員、消防專家等相關(guān)人員應(yīng)保持緊密的合作和溝通，確保充分考慮外墻保溫系統(tǒng)的防火設(shè)計(jì)和安全應(yīng)用。針對外墻保溫系統(tǒng)的防火設(shè)計(jì)和安全應(yīng)用，不斷進(jìn)行研究和改進(jìn)，以適應(yīng)不同的建筑環(huán)境和需求。

6 結(jié)語

目前，建筑行業(yè)的發(fā)展速度很快，帶動了建材行業(yè)的快速發(fā)展，外墻保溫材料種類很多，但是由于國內(nèi)對保溫系統(tǒng)的耐火性能研究較少，且缺少相關(guān)的專業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，很多外墻保溫材料的耐火性能不符合標(biāo)準(zhǔn)。建筑外墻保溫系統(tǒng)是當(dāng)前建筑行業(yè)的重要課題，保溫材料的防火性能更是保障建筑安全的重要方面之一。目前，國際上對墻體材料的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)尚不健全，墻體材料的老化、自燃、防火、施工周期長，以及管理人員的忽視等問題，使墻體材料在使用過程中經(jīng)常發(fā)生防火安全問題。當(dāng)出現(xiàn)火情時(shí)，會產(chǎn)生許多濃煙、劇毒的氣體，造成嚴(yán)重的人員傷害。故而，針對高層建筑外墻保溫系統(tǒng)防火措施展開深入研究尤為必要。因此，要結(jié)合高層建筑工程實(shí)際，選用合適的保溫材料，保證建筑外墻保溫系統(tǒng)耐火性能符合工程安全要求，同時(shí)設(shè)置配套的消防設(shè)施，將火災(zāi)發(fā)生率降到最低，全面保障居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。