外墻外保溫系統(tǒng)的防火安全性分析

　　[摘要]本文首先對(duì)外墻外保溫系統(tǒng)防火安全性問題的起因和防火性要求進(jìn)行了分析，并對(duì)外保溫用有機(jī)可燃保溫材料的試驗(yàn)與評(píng)定予以論述。而后提出不宜不惜代價(jià)地提高有機(jī)保溫材料的阻燃性能來以此提高外保溫系統(tǒng)的防火安全性，而應(yīng)重點(diǎn)考慮系統(tǒng)整體構(gòu)造的防火性能，其中主要包括空腔、防火隔斷和防火保護(hù)面層3個(gè)關(guān)鍵要素。


    [關(guān)鍵詞]外墻外保溫；防火；要素；安全性分析

    1外保溫系統(tǒng)防火安全性問題的起因

    外墻外保溫系統(tǒng)是建筑外墻外側(cè)具有保溫隔熱功能并具有一定裝飾效果的系統(tǒng)。其核心功能材料是保溫材料，通常占系統(tǒng)體積的80％以上；配套材料通常為不燃材料如砂漿類、瓷磚等及包含有少量可燃成分的材料如涂塑玻璃纖維網(wǎng)格布、膩?zhàn)?/a>和涂料等。


    用于建筑外墻的保溫材料主要包括3大類，一類是以礦物棉和玻璃棉為主的無機(jī)保溫材料，通常認(rèn)定為不燃性材料；一類是以膠粉聚苯顆粒保溫漿料為主的有機(jī)無機(jī)復(fù)合保溫材料，通常認(rèn)定為難燃性材料；另一類是以聚苯板（熱塑性）、聚氨酯（熱固性）和酚醛為主的有機(jī)保溫材料，通常認(rèn)定為可燃性材料。具體見表1。


    當(dāng)外墻外保溫系統(tǒng)的保溫材料采用不燃性材料或不具有傳播火焰的難燃性材料時(shí)，外墻外保溫系統(tǒng)幾乎不存在防火安全性問題。但是，在我國目前的技術(shù)條件下，聚苯乙烯泡沫和硬泡聚氨酯等可燃材料在建筑外墻外保溫系統(tǒng)中的使用最為廣泛，這是產(chǎn)生外保溫系統(tǒng)防火安全性問題的起因，而隨著節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的逐步提高，這個(gè)問題將更加凸顯。因此，隨著此類可燃有機(jī)保溫材料的大面積應(yīng)用和使用厚度的不斷增加，建筑外墻火災(zāi)或火災(zāi)的蔓延問題應(yīng)引起人們足夠的重視。


    1）巖棉礦棉類不燃材料的燃燒特性

    巖棉、礦渣棉在常溫條件下（25℃左右）它們的導(dǎo)熱系數(shù)通常在0.036～0.041W/(m·K)之間，其本身屬無機(jī)質(zhì)硅酸鹽纖維，不可燃，但在加工成制品的過程中，有時(shí)要加入有機(jī)粘結(jié)劑或添加物，這些對(duì)制品的燃燒性能會(huì)產(chǎn)生一定的影響。因此，巖棉、礦渣棉制品的燃燒性能取決于其中可燃性粘結(jié)劑的多少。


    2）膠粉聚苯顆粒的熱分解與燃燒特性

    膠粉聚苯顆粒保溫漿料是一種有機(jī)無機(jī)復(fù)合的保溫隔熱材料，聚苯顆粒的體積大約在80％左右，導(dǎo)熱系數(shù)為0.06W/(m·K)，燃燒等級(jí)為B1級(jí)，屬于難燃材料。膠粉聚苯顆粒在受熱時(shí)，通常包含的聚苯顆粒會(huì)軟化并熔化，但不會(huì)發(fā)生燃燒。由于聚苯顆粒被無機(jī)料包裹，其熔融后將形成封閉的空腔，此時(shí)該保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)會(huì)更低、傳熱更慢，受熱全過程材料體積變化率為零。


    3）聚苯乙烯的熱分解與燃燒特性

    聚苯乙烯泡沫材料是熱塑性高分子保溫隔熱材料，導(dǎo)熱系數(shù)為0.041W/(m·K)。受熱時(shí)，通常發(fā)生軟化和熔化。聚苯板的熱變形溫度僅為70～98℃，差異取決于選用配方和后處理方法，玻璃化溫度為100℃。聚苯乙烯全部由碳?xì)湓�素組成，本質(zhì)上極易燃燒，未經(jīng)阻燃處理，氧指數(shù)僅為18％；燃燒時(shí)熱釋放量較大，同時(shí)生成大量煙，受火后收縮、熔化，導(dǎo)致外保溫系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生空腔，轟燃狀態(tài)下燃燒劇烈，燃燒的滴落物具有引燃性。


    4）聚氨酯的熱分解與燃燒特性

    硬質(zhì)泡沫聚氨酯是一種高分子熱固性保溫隔熱材料，導(dǎo)熱系數(shù)為0.024W/(m·K)，在所有外墻用有

    機(jī)保溫材料中是最優(yōu)的。聚氨酯一般在202℃以下不會(huì)分解，用ASTMD1929測(cè)定聚氨酯泡沫的點(diǎn)燃溫度為強(qiáng)制點(diǎn)燃溫度310℃，自燃溫度415℃；聚氨酯泡沫本質(zhì)上屬于高度易燃材料，未做阻燃處理時(shí)氧指數(shù)僅為16.5％；熱固性材料在受熱時(shí)通常分解出易燃?xì)怏w，受火后形成炭化層，熱分解和燃燒的產(chǎn)物主要有氰化氫、CO、異氰酸酯等，對(duì)聚氨酯燃燒的毒性研究也比較多。


    5）酚醛樹脂的熱分解與燃燒特性

    酚醛樹脂泡沫材料是高效保溫材料之一，導(dǎo)熱系數(shù)為0.025W/(m·K)。該材料遇火焰火源時(shí)不易燃燒，在400℃以上時(shí)只灼燒或陰燃，無火焰。除去火源后可能會(huì)陰燃一段時(shí)間，發(fā)煙量很小，幾乎全部成炭。但關(guān)于其燃燒毒性的研究較少，報(bào)道的數(shù)據(jù)也不完全。酚醛樹脂泡沫材料是目前高效有機(jī)保溫中阻燃性能最優(yōu)的一種材料。


    因此，外保溫系統(tǒng)防火安全性的起因是由于系統(tǒng)中有機(jī)保溫材料具備了引發(fā)火災(zāi)和加速火災(zāi)蔓延的危險(xiǎn)性。

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