外墙外保温防火技术现状分析

温领

北京六建集团有限责任公司 北京 100089

引言

高层建筑指的是高度在27m以上的住宅建筑以及高度在24m以上的非单层厂房、仓库与其他民用建筑。高层建筑的产生与发展，为解决用地资源紧张与基建项目不断增多之间的矛盾做出了突出贡献。现代建筑行业中，外墙保温系统已经成为高层建筑中必不可少的重要组成部分。出于安全性的考虑，高层建筑外墙保温系统不仅要具备良好的保温隔热性能，还要具备一定的防火性能，以有效预防和控制火灾的危害，保障建筑及人员安全。

1 建筑外墙外保温材料行业的现状

通常情况下，建筑物墙体保温主要含有两类，分别为外墙外保温及外墙内保温。伴随我国不断推广节能减排工作，外墙外保温技术在建筑行业工程过程当中得到普及。和外墙内保温箱对比，外墙外保温有着众多外墙内保温所没有的优势。第一，外墙外保温能够更好地对建筑物主体结构进行保护，有助于增加建筑物使用的周期。在应用外墙外保温的过程中，保温层位于外墙的外面，能够更好地对由于温度变化而造成结果变形出现的应力进行缓冲。除此之外，这还能够预防冻融循环给建筑物结构带来的破坏，降低空气内有害气体给建筑物主体带来的侵害。第二，根据外墙外保温材料方面的设计，当存在不稳定热作用的情况下，保温材料能够对热量进行吸收或放出。这样将有助于让室内温度保持平衡。不仅如此，保温材料能够让墙体潮湿状况大大改善。在对室内使用面积不进行占用的同时大大改善室内热环境的质量。最近几年时间里，伴随我国越来越重视建筑节能减排工作，围墙外保温材料得到了不断发展，出现了众多外墙保温系统，例如：EPS、保温装饰一体化等等[1]。

2 高层建筑火灾特点

高层建筑一旦出现火灾问题会给人们带来重大的危害，其中火灾发生的特点主要集中在以下几个方面：第一，火灾蔓延速度较快，对高层建筑工程项目而言，其中的管道井、电梯井、楼梯间以及封道等竖向井道相对较多，若是没有切实做好防火分隔工作，一旦出现火灾就会沿着通道迅速蔓延，燃烧猛烈。根据相关测定显示，火灾燃烧猛烈的情况下，烟气扩散速度可以超过每秒3m。第二，一旦出现高层建筑工程项目火灾问题，要疏散起来相对较为困难，这主要是由于高层建筑工程项目中人口数量偏多，并且垂直距离较大，再加之火灾环境下大部分人员具有恐慌心理，安全疏散成为一个比较棘手的问题。层数越高，所容纳的人员也较多，所以要疏散的人员时间也比较长。一般从高楼走出基本上都要耗费十几分钟。第三，扑救难度比较大。如今，工程项目已经超出了10m，甚至有的高层建筑工程项目已经达到了上百米。一旦出现火灾问题之后，想要从室外进行火灾扑救相当困难。对于某些较为发达的地区，虽然消防部门已经购置了比较多的登高消防车，还是由于高度过高，无法满足安全扑救的要求。比如，武汉市从芬兰引进了72m的云梯。大部分经济水平较发达的城市消防云梯一般都是50～60m之间，所以，如果18层以上的火灾，想要进行扑救本身就比较困难，还要依赖建筑内部人员自救或者是利用消防设施进行灭火扑救。根据国内外的一些经典火灾案例进行分析研究可以得出，高层工程项目当中，火灾的特点主要集中体现在极易向上蔓延、烟囱效应强以及蔓延过于迅速等，基本上是几层同时进行燃烧，形成立体火灾，存在着较大烟气危害，对广大人民群众的生命安全造成重大威胁，所以需要相关的工作人员能够对烟气和火势蔓延进行严格的控制，只有这样才能避免产生重大伤亡。外墙外保温技术可以有效控制烟气蔓延，还可以控制火灾，是目前值得深入思考的一个话题[2]。

3 影响高层建筑外墙外保温系统防火性能的因素

3.1 保温材料

保温材料的性能直接影响外墙保温系统的防火性能。如果绝缘材料易燃，则会增加火灾风险。如果绝缘材料不可燃，则可有效防止火灾。在我国，外墙保温体系是高层建筑中最常见的外墙保温体系。在外墙保温系统中，常用硬质泡沫聚氨酯、XPS、EPS等保温材料。这些材料为易燃材料，很容易导致外墙保温系统发生火灾。随着高层建筑的发展，相关规范和标准不断完善，特别是对节能环保的要求越来越严格。为了降低暖通空调系统的能耗，外墙保温系统得到了越来越多的应用，而这些可燃保温材料将在未来得到更多的应用。鉴于此，我们必须更加重视外墙保温系统的防火。

3.2 防火措施

建筑防火设计的主要目标是尽可能避免火灾事故，将火灾事故的危害控制在最小范围内，将火灾蔓延面积控制在最小范围内。对于外墙保温系统的防火，应借鉴建筑防火分区的方法，将整个外墙保温系统划分为若干防火分区，以有效控制火灾蔓延。以外墙保温系统为例，目前我国的外墙保温系统是包裹在外墙上，在层与层之间穿过防火分区，形成连续的可燃保温层。一旦发生火灾事故，它会迅速蔓延，并会左右上下蔓延，甚至形成三维火灾。虽然我国《民用建筑外墙保温系统及外墙装饰防火暂行规定》提出设置防火隔离带，但在实践过程中，该规定的实施情况不容乐观，埋下了许多安全隐患。

3.3 施工风险

通过对高层建筑外墙保温系统火灾事故的调查分析，发现80%以上的火灾发生在施工过程中。这些火灾事故的主要原因是现场施工过程中存在诸多风险，主要有四点：一是施工现场没有有效的消防安全管理，没有设置专门的保温材料堆放场地，材料露天堆放，或直接堆放在保温工程周围，未采取防火措施，未设置消防安全标志；二是消防器材配置不完善，未设置消防车道；三是，由于外墙保温系统的施工是一项复杂的作业，施工中经常发生动火作业和立体交叉作业。焊渣飞溅和明火会导致可燃保温材料燃烧起火；四是建筑用保温材料质量差，阻燃性能不达标，还可能发生火灾事故[3]。

4 提高外墙外保温系统防火性能的措施

4.1 建筑材料技术方面的建议

第一，在材料上进行改变，选择无机材料替代过去有机保温材料。为了更好地避免外墙保温系统出现火灾事故，我国制定了有关规范，并出台《建筑外保温系统和外墙装饰防火暂行规定》。在制定方面制定鼓励应用不燃的无机材料来对以往易燃有机材料进行替代。第二，有效应用新技术，开发新的产品，应用低烟、低毒的保温材料。例如：聚氨酯类的泡沫，其燃烧之后低毒和低烟，可以更好地对建筑物进行保护。另外，低热释放和高炭化程度可以阻止火焰和热量的传布，控制火势的蔓延。第三，在应用有机保温材料的时候能够使用防火隔离带技术。防火隔离带指的是在建筑层和层间进行防火隔断。通常情况下，应用不燃保温材料，系统任何材料间将不存在空隙，其有着一定宽度。当室内出现火灾的情况下，可以避免火势从窗口的部位对外墙保温系统进行引燃，造成火灾的蔓延。

4.2 合理选择构造型式

我国国土面积辽阔，高层建筑所在地区不同，对外墙保温隔热性能的要求也有一定的差异。针对外墙保温系统，应根据建筑实际情况进行合理选择。例如，可将外墙内保温系统或者是外墙外保温系统与外墙夹芯保温系统结合起来，以减少外墙内保温系统和外墙外保温系统中保温材料的厚度，减少火灾风险。

4.3 加强施工安全管理

建筑外墙保温系统施工中，应在施工现场切实做好安全管理。结合建筑外墙保温系统的特点及施工情况，开展安全培训，宣传消防知识，加大防火巡查力度和消防安全检查力度，减少施工现场发生的火灾，具体可从几个方面入手：一是检查保温材料，为提高外墙保温系统的防火性能，必须确保保温材料的质量达标，不合格材料严禁投入使用；二是外墙保温系统施工中，必须严格按照设计要求，分区段进行，严格控制各区段之间的防火间距；三是保温材料未涂抹防护层的情况下，裸露施工高度不可超过3个楼层，且要及时覆盖，以控制保温材料的裸露时间和面积；四是特殊工种，如电工、气焊以及电焊等必须持证上岗；五是施工现场需配备充足的消防设备；六是动用明火必须严格遵循用火管理制度办理相应手续，动火前清理干净现场及周围的可燃物，并要安排专门人员进行监管，动火后检查现场，确保无火灾隐患遗留[4]。

4.4 消防处的建议

第一，提高对保温材料的认识。消防部门应提高对相关保温材料的认识，加强对相关建筑物的管理。利用电视、报纸等媒体大力宣传，提高公众对材料的科学意识，有效防范。第二，更新消防部队的装备。目前，高层建筑越来越多，但消防部门的消防设施相对落后。第三，加强施工现场管理。在确保外保温材料符合防火性能标准的基础上，进行全面保护。另外，加强施工人员的防火意识，在每个施工现场配备一定的火源，以更好地避免火灾。

5 案例分析

以重庆某个知名案例分析，在本案中，存在法律纠纷，主要是建筑外墙外保温材料开裂。居民向建筑商报告，外墙开裂影响了外观，建筑商需要赔偿。后来，建筑商认为他自己的设计没有问题，但是材料没有通过海关，所以他找到了材料方并要求他们赔偿。事实上，在这种情况下，主要原因是当时用于外墙外保温和防火的材料并不成熟和完善。因此，在今后的工作中，尤其是在高层建筑中，外墙外保温系统的安全性和可靠性应引起高度重视。法国对消防系统有不同的安全标准。例如，出于安全原因，法国规定高度超过20m的建筑物不得使用可燃材料。因此，法国高度小于20m的建筑物一般采用聚苯板，而高度大于20m的建筑物采用石棉外保温材料。此外，在特殊情况下，对防火材料进行二次处理，有效保证防火材料的合理性和科学性。由于我国对外墙外防火材料缺乏高度重视，一些不符合规定的材料往往被用于方便或降低成本，在很大程度上存在安全隐患，需要相关部门高度重视。

首先，要合理、科学地选择保温系统材料，尽量选择抗压能力强的材料，如老化7周以上的EPS板或环保性能强的材料。只有这样，才能尽可能避免建筑工程中温差应力和局部收缩不平衡的情况，也才能在很大程度上有效避免建筑裂缝问题，有效保证良好的环境，提高建筑工程的舒适性。在选择饰面材料时，应尽量避免使用易开裂的无机涂料、易风化的陶瓷或气密材料，并有效保证饰面材料选择的合理性和科学性。其次，妥善解决外墙外防火问题。在解决这一问题的过程中，要求有关人员端正态度，虚心学习其他发达国家的先进经验。通过政府力量推广外墙外保温和消防系统的相关标准，设置防火隔离带，合理科学设置消火栓。此外，还要高度重视防火材料的合理性和科学性，进一步提高相关人员对防火体系的重视程度。只有这样，才能保证整个建设项目的安全可靠，提高建设项目的经济效益、社会效益和环境效益[5]。

6 结束语

保温材料、防护措施以及施工风险等是影响高层建筑外墙保温系统防火性能的主要因素。为提高外墙保温系统的防火性能，应合理选择保温材料和构造型式，加强施工安全管理，从而有效预防火灾事故，维护建筑及人员安全。