高层建筑外墙保温系统防火措施研究

万长剑

近年来，建筑外墙外保温系统的施工技术日渐成熟，保温形式不断更新。但随着人们对建筑节能要求的不断提高，外墙外保温系统施工工艺也在日益更新，除了承担着建筑节能的重担，还要满足业主对建筑的美观、防火、使用安全等要求。在传统的工艺做法中，外墙外保温系统普遍由找平层、保温层、保温砂浆、面层构成，施工工艺繁琐，对每层的垂直度、表面平整度要求高，需要采取切实可行的防火措施，进一步增强高层建筑外墙保温系统的防火性能。

1 保温材料的种类

建筑外墙保温材料是一种广泛应用于现代建筑中的材料。它具有优良的隔热、保温性能，可以有效降低建筑的能耗，提高室内舒适度。目前，我国高层建筑使用的外墙保温材料主要分2 种：第1，无机类保温材料。这类保温材料有着优良的防火性能和阻燃性能。一般来说，这种材料即使遇到明火，也不会造成大面积的火势蔓延，所以使用这种材料作为外墙保温材料几乎不存在火灾隐患。不过，这类材料除了防火性能表现优异之外，其他方面的性能并不能很好满足外墙保温需求，故而在外墙施工中的适用性不强。第2，复合型绝热材料。这种材料有着有机类和无机类保温材料的优势，是一种阻燃性非常强的材料，将其用作外墙保温材料，基本不存在火灾隐患[1]。

2 保温材料抗火性能分析

2.1 挤塑聚苯乙烯泡沫板

挤塑聚苯乙烯泡沫板（Extruded Polystyrene Board，XPS） 是由一种新型的聚苯泡沫塑料经过特种加工而成的一种新型的塑料发泡制品。与普通的聚乙烯复合面板（Expanded Polystyrene Board，EPS）相比，该面板的强度和保温性能均优于普通的EPS 板。XPS 体系是在EPS 体系基础上发展起来的一种新型隔热体系。XPS 挤塑板材的抗火性能，由于其与EPS 板的物理特性一样，都是一种有机类材料，因此其阻燃性能较低，是一种可燃性物质。但其燃烧性能在B2级，需要添加阻燃剂，才能勉强达到B1 级[2]。

2.2 聚氨酯外墙保温

聚氨酯外墙保温是一种新型的无机复合隔热材料，目前主要采用的是在生产过程中进行泡沫成型和在生产过程中进行热压成型。聚氨酯属于有机物质，具有B2 级燃烧特性，属于易燃物质，加入阻燃剂后也可以到达B1 级，通常按照B2 级别进行加工。它的强迫点火温度是310 ℃，而它的自燃温度是415 ℃。聚氨酯在加热过程中会分解成可燃气体，在不充分燃烧的情况下会形成大量的烟雾，而烟雾中会有产生一些有毒的物质，如一氧化碳、二氧化碳、氰化氢、甲醛等，容易造成人身伤害。

2.3 酚醛泡沫制品

酚醛泡沫制品是一种难燃绝热保温材料，是以改性苯酚树脂为主，增加多种添加剂后制作而成的闭孔型硬质泡沫塑料。酚醛发泡物质的导热性很小，保温效果好，而且还具备防水和隔离蒸汽的特性。

该泡沫的耐火性为B1 级，通过对泡沫进行处理，可以使泡沫的耐火性提高至A 级。总而言之，酚醛泡沫制品的隔热效果好，防火能力强，在当前的各类保温材料中，其属于比较理想的防火节能材料[3]。

2.4 真空绝热板

真空隔热面板（Super Thin Panel，STP）是一种在内衬增加防潮面层形成的新型真空隔热材料，可以防止由于大气的流动而产生的热量，热传导率非常小，工作年限可达60 a，与建筑的使用年限几乎相同，是国际上一种新型的、高性能的隔热材料。

STP 是一种不燃材料，其燃烧特性可达A 级，符合我国民用建筑外墙的消防需求，是一种新型、高效、非燃型的建筑隔热材料，具有广泛的发展潜力[4]。

3 工程概况

某教育基地施工工程地上为10 层，地下为2 层，主体的结构设计为框架结构，建筑高度36.8 m，建筑面积36683 m2，建筑功能为教学教室、实验室等综合楼。为确保建筑外墙保温材料的安全，预防安全隐患发生，应根据工程实际选用保温材料。

该工程的北立面、西立面和南立面1 ～4 轴采用保温装饰一体板传热系数：0.53 W/m·K，面层共4 种装饰效果（仿铝板800 mm×1200 mm 外墙涂料、仿花岗岩石材600 mm×600 mm外墙涂料、仿铝板300 mm×600 mm 外墙涂料、高级外墙涂料），保温层为50 mm 厚挤塑聚苯板（材料防火性能均为B1 级）。

4 施工工艺流程及操作要点

4.1 工艺流程及施工准备

施工工艺流程大致如下：施工准备—基层检查—基层处理—弹放基准线—粘贴保温材料—打锚固件—校正板面—打密封胶—揭保护膜—验收。

施工准备主要遵循以下9 方面：

1）参加施工的有关人员要认真熟悉施工图纸，与设计人员、监理工程师、甲方现场代表进行技术交底，理解设计意图，同时对照相关的施工规范、验收标准，结合本工程实际情况明确各项技术要求和指标。技术问题和图纸问题要在施工前得到解决与落实，及时办理设计变更[5]。

2）现场踏勘。项目负责人要在充分理解设计意图和熟悉施工图纸后，负责组织项目部的项目总工、施工员、班组长前往施工现场实地踏勘，了解该工程的实际状况，对节点、转角、孔洞、保温墙面与非保温墙面的衔接及图纸上难以表现的细部问题做到心中有数，并及时与设计人员沟通。同时对施工平面布置计划、材料垂直运输计划进行核实和修正[6]。

3）在业主现场代表的主持下，与监理工程师、总包单位、其他分部和分项工程负责人就相互协调配合、各工种工序之间的衔接和交叉作业作出统一安排。

4）对施工人员进行上岗前的操作技术培训和安全规章制度教育。

5）设计的外墙保温分格方案，并经甲方认可后再施工（包括整体和线条划分方案的确认）。

6）基层处理。基层质量的好坏直接影响到外墙一体板的施工安装质量。施工作业前应检查以下相关内容：第1，墙面抹灰层养护期应大于28 d，以满足安装的要求。第2，墙面抹灰层平整度符合中级抹灰的标准，即使用2 m 的直尺检验且接缝间隙不大于10 mm。第3，阴阳角的边缘应垂直，没有明显的凹凸等缺陷。第4，雨棚、窗台、外部装饰线应水平竖直，墙面没有施工孔洞。

7）落实施工用电用水。

8）建立材料库房，库房除了要有足够的容量外，还必须避风雨、防潮湿。库房内的材料应根据品种分别堆放，并张挂醒目标牌，避免在发放和使用中混淆。

9）主要施工工具包括手提电动搅拌器、手提切割机、电缆线排、电锤、台锯、靠尺等。

4.2 操作要点

4.2.1 放基准线

具体步骤：第1，在施工的墙面上依据设计划分方案，并在每个墙面上用墨盒弹测出纵横基准线。第2，质量标准要符合设计图纸的要求，并采用卷尺测量。

4.2.2 拌制粘结剂

用专用的粘结剂加入适当的水，利用电动搅拌器充分搅拌均匀。

4.2.3 粘贴一体板

粘贴一体板可按以下3 步进行：

1）在一体板背面涂上混合均匀的粘结剂，采用点涂或条涂的方式。每个黏结的直径不小于200 mm，每平方米不少于8 个黏结点。用手缓慢将一体板推靠到墙上，然后用橡皮锤均匀敲击板表面，以调整一体板的安装位置，使全部板面平整并对齐分格缝。

2）验收要求包括整体平整度应该≤3 mm/2 m，板缝高差≤3 mm。确保每平方米不少于8 个结点，每个黏结点的直径不小于200 mm，总的黏结面积大于等于板面的40%，位置应水平、竖直并整齐排列。

3）检验方法可以采用靠尺靠在粘贴完的板面上，然后利用塞尺检查缝隙大小，使用小木槌轻轻敲击板面，依据空鼓范围判断黏结面积的大小以及粘贴点的数目。

4.2.4 打锚固件

机械紧固件应在一体板粘贴好以后进行安装。紧固件的安装间距应按300 ～500 mm 设置，必要时增加外压件，调整板缝高差。无论是安装内紧固件还是外紧固件，其受力都不应过大，以避免板面上产生波形。此外，应依据板面平整度进行调整。

4.2.5 一体板的固定

一体板粘贴位置确定后，在每块板的上边和下边分别布置一个锚固件，锚固件应以300 ～500 mm 的间格安装在两块板之间，并根据板表面的平整度调整力的大小，以免造成版面的波浪形状。

4.2.6 质量要求

紧固件安装齐全，压力适度。检测方法：目测法。

弹分格线，贴纸胶带，用专门清洁剂将施胶版面清洗干净，依据分格的宽度要求弹出分格线，然后沿分格线粘贴上纸胶带。

打密封胶，首先用密封胶枪在分格缝内均匀、适当地涂抹密封胶，然后用刮平刀刮平，要求板上密封胶的宽度约为12 ～18 mm，打胶施工完后，撕下纸胶带。质量要求：无痕迹，无污垢。

4.2.7 清扫板面

清洁装饰板边缘的灰尘和污垢，去除保护膜，然后用干净的毛巾去除黏合胶残留物。如果板面部分粘有砂浆等，则应使用清水冲刷干净。质量要求：无污渍或污垢；检测方法：目测法。

4.2.8 施工说明

基准线：施工开始后，在竖向和横向上以初始施工线作为施工起点，并保持四周墙面上的图形在相对位置保持不变。一般情况下，施工纵向基准线应放在建筑物上部，施工水平基准线应放在阴阳角部的轮廓作为基准线。施工时所有基准线都须占线施工。

施工顺序：纵向的施工一般是按自下而上的顺序进行施工。但是，为确保每块板位于四周墙上且保持在同一个水平线上，应从建筑物周围墙面上的同一基准线开始，向上和向下进行粘贴。

水平施工时，先施工阳角然后施工阴角。大面积施工前，确保特殊结构（如门窗）的对称性和均匀性。

5 高层建筑外墙保温系统防火措施

5.1 从高层建筑的实际情况出发，合理布置建筑外墙保温系统

合理布置建筑外墙保温系统应该遵循：

1）根据保温层的选用，选用不燃烧的材质，在建筑结构的基础上进行纵向、横向的隔离。

2）在建筑外墙保温系统中，可通过对不同部分之间设置防火隔离带，阻止火势蔓延，保护建筑的局部区域。同时，在外墙保温系统使用防火涂层，降低材料的燃烧性能，避免火势进一步蔓延。

3）引入隔离层，减少热量传导，降低保温材料的温度。确保外墙保温系统的构建方式能够抵御火灾的影响，避免脱落或产生二次灾害。

5.2 采取外墙保温材料的相关防火安全技术

采取外墙保温材料的防火技术，具体为：

1）建筑的防火板材、建筑结构角头的部位与建筑承重墙的部位间的分隔必须采用不燃保温材料。在此期间，要在建筑物外部隔热层的关键位置安装一根隔离梁。目前，常用的消防安全设计方法是在建筑的整个外墙保温工程中使用不燃材料作为填料，以充分发挥其对整个外墙结构的支撑作用。

2）在建筑工程的外墙保温设计中，应该选择不燃烧的材料，对外墙进行均匀喷涂，以保证其能完全覆盖整个外墙。

3）外墙保温系统需要定期检查和维护，确保材料的防火性能不受损。及时修复受损部分，以保持系统的完整性和安全性。在外墙保温系统区域设置消防报警装置、灭火器材等消防设施，以便在火灾发生时能够及时采取措施。

5.3 完善落实标准规范，加强监督管理力度

各级建筑部门要认真学习火灾事故教训，认真落实火灾安全责任体系。必须进一步加强防火安全知识的宣传和教育，增强防火安全意识。所有建设项目的有关人员必须确保项目质量，建设单位不得明示或暗示使用不符合标准和规范要求的节能材料。建设单位应对进入建设现场的建筑物隔热材料进行检查，确保建筑质量满足建设要求。相关功能部门应紧密合作，加强监督和检查，排除火灾安全隐患，从根本上杜绝火灾的发生。

5.4 加大培训力度

建筑管理人员应接受防火安全培训，了解如何正确使用消防设备，如何应对火灾紧急情况以及在火灾发生时的疏散措施。

建筑设计师、施工人员、消防专家等相关人员应保持紧密的合作和沟通，确保充分考虑外墙保温系统的防火设计和安全应用。针对外墙保温系统的防火设计和安全应用，不断进行研究和改进，以适应不同的建筑环境和需求。

6 结语

目前，建筑行业的发展速度很快，带动了建材行业的快速发展，外墙保温材料种类很多，但是由于国内对保温系统的耐火性能研究较少，且缺少相关的专业技术标准，很多外墙保温材料的耐火性能不符合标准。建筑外墙保温系统是当前建筑行业的重要课题，保温材料的防火性能更是保障建筑安全的重要方面之一。目前，国际上对墙体材料的相关标准尚不健全，墙体材料的老化、自燃、防火、施工周期长，以及管理人员的忽视等问题，使墙体材料在使用过程中经常发生防火安全问题。当出现火情时，会产生许多浓烟、剧毒的气体，造成严重的人员伤害。故而，针对高层建筑外墙保温系统防火措施展开深入研究尤为必要。因此，要结合高层建筑工程实际，选用合适的保温材料，保证建筑外墙保温系统耐火性能符合工程安全要求，同时设置配套的消防设施，将火灾发生率降到最低，全面保障居民的生命财产安全。