高层住宅外保温层火灾特性及防火策略

宋耀宇

摘 要：随着我国城镇化进程的不断加快，我国建筑行业迎来了发展的高峰期，同时建筑行业也面临严峻的挑战。建筑土地越来越少，为了满足人们居住的需要高层住宅成为我国民建的发展新趋势，由于高层住宅的特殊性，住宅外保温系统成为社会各界广泛关注的焦点。文章旨在通过对高层住宅外保温层火灾特性的研究，提出相应的防火措施。

关键词：高层住宅；外保温层；火灾特性；防火策略

建筑的不断发展，为了实现建筑物良好的保温性能，高层建筑的外保温获得了较快发展，但是近年来我国高层住宅由于外保温材料的问题导致了重大的火灾事故，使得人民的生命和财产造成了重大损失，这在一定程度上也给建筑行业的发展造成困扰。因此加强对保温层火灾特性以及防火策略的研究具有现实意义。

1 高层住宅外保温层火灾特性

高层住宅保温层作为加速火灾发生的重要原因之一，进行外保温系统特性研究可以为提高防火灾措施提供方向。以下针对保温材料对防火性能的影响、保温层空腔对防火性能的影响和防火隔离带对势蔓延的影响三个方面进行保温层防火特性的分析。

1.1 保温材料对防火性能的影响

建筑外保温材料的常用有机保温材料主要包括EPS、PU、XPS等。针对这三种保温材料进行FDS燃烧特性分析，对比材料热释放速率和温度变化（如图1、2）。经过对比可以发现三者热释放速率最快的是EPS，PU较慢，升温较慢的PU，EPS和XPS最高温度大致相同，但是XPS升温较快。有上述分析可知PU相对于EPS、XPS防火性能和保温性能均比较优越。

1.2 保温层空腔对防火性能的影响

在进行保温系统施工时为了实现保温要求，通常加将保温层与墙体通过粘结剂相结合形成粘结层，但是部分建筑企业为了降低成本未进行填充形成空腔。空腔可以实现满足住宅良好保温的要求，保温结构的安全性提高，但是空腔的存在使得火灾发生时极易加速保温层的破损，大量烟雾进入空腔，形成对流产生烟囱效应，从而加速火势蔓延[1]。保温层无空腔与保温层有空腔在相同条件下，有空腔的热释放速率和火势蔓延远远高于无空腔的保温层。同时无空腔火灾是最高温度要远低于有空腔时最高温度，这就在一定程度上再次加剧火势的蔓延，降低了高层建筑的防火性能。

1.3 防火隔离带对火势蔓延的影响

为了保证我国建筑安全性能的提升，一部分企业在施工时将防火隔离带与保温层同时施工以实现防火性能的提升。以下针对有无防火隔离带对火势蔓延的影响进行具体的试验研究。如图3所示，火灾发生时，无隔离带的建筑火势在2分钟左右已经蔓延至顶层，而设置隔离带的建筑火势蔓延建筑物高度的一半左右，这就说明隔离带对火灾蔓延的阻挡有着明显的作用。有无隔离带在火灾升温方面还存在显著地差别。无防火隔离带的火灾发生时最高温度达1700℃，装有防火隔离带的建筑发生火灾时最高温度在1200℃左右。由此可见防火隔离带一方面可以降低火势蔓延的速度另外一方面还可以降低火灾的最高温度以减小火势。

2 高层住宅外保温层防火策略

针对高层住宅保温层火灾特性的分析，为了实现较好的防火性能可以从构造上入手[2]。经过实践证明，具有防火构造的外墙保温系统防火性能明显优于有机保温材料，以下针对设置外覆盖保护层、避免保温层空腔、设置防火隔离带三个方面进行具体阐述提高高层住宅保温层防火能力。

2.1 设置外覆盖保护层

设置外覆盖保护层的作用是将保护层置于保温层上方，使其与空气隔离实现防火的目的[3]。可燃性较低或者不燃材料均可作为防火保护层材料，其中应用较为广泛的材料是胶粉聚苯颗粒。防火保护层可以实现防火能力的提高，但是在设置时必须综合考虑外墙保温层承重和防火要求两方面的问题。在具体施工过程中多采用非A级保温材料上涂抹保温性能优良的混合砂浆或者A级砂浆，一方面可以保证保温层性能的改善，另一方面也可以提高保温层防火能力。

2.2 消除保温层空腔

保温层空腔的存在虽然实现了良好的保温要求，却大大加快了火势的蔓延，因此在进行防火能力的提升时必须消除保温层内的空腔，使得保温层与基层和面层之间进行完全的填充不留空隙。大多数建筑企业多采用点粘法进行建筑的外保温系统的施工，点粘法极容易使得苯板与墙面之间产生空隙，从而在火灾发生时加快火势的蔓延。为了消除保温层空腔，在进行施工时应采用满粘法[4]。

2.3 设置防火隔离带

根据有无防火隔离带的试验研究显示防火隔离带可以大大降低火势的蔓延。主要是防止建筑外墙外保温系统墙面的的燃烧。防火隔离带一般采用无机保温材料，并且要求和保温层同时施工操作，同时也可以利用窗台或者建筑伸缩缝进行防火隔离带的设置。保温层施工时要禁止有机保温材料的全覆盖墙面式粘贴，防火隔离带设置时将保温层分割成块，避免火灾发生时，保温系统的整体燃烧，

3 结束语

由于高层建筑的结构复杂性和火灾发生后波及范围较广的特点，使得高层建筑灭火成为消防界的一大难题，因此为了实现高层建筑的消防安全，在进行建筑设计时应充分考虑建筑的防火性能。高层建筑的外保温系统作为高层建筑火灾事故发生的主要原因之一，建筑企业在施工时应在保温材料的选择、保温层空腔的消除、防火隔离带的设置以及设置保护层等方面上进行完善，以提高我国建筑物的质量，保证人民生命和财产的安全。

参考文献

[1]章涛林，周晓冬，雷昊.高层建筑典型外墙保温材料火蔓延特性数值模拟研究[J].防灾减灾工程学报，2012（02）：230-234.

[2]赵平，季经纬，武爽.基于数值模拟的外墙保温体系防火问题研究[J].中国安全生产科学技术，2011（19）：6020-6024.

[3]季广其，朱春玲，陈丹林等.建筑外墙保温体系防火安全性能试验研究[J].墙材革新与建筑节能，2010（05）：36-38.

[4]朱春玲，陳景辉，吕振刚，季广其.高层建筑外墙外保温防火研究[J].墙体保温与围护结构，2012（09）：66-69.