浅谈外墙保温材料火灾危险性及对策

今年连续发生的北京央视火灾、南京中环国际广场火灾，让挤塑板等建筑外墙保温材料成为人们关注的焦点。在我国，对外墙保温材料的安全性的要求在标准和规范上还未得到充分体现，尤其在防火安全性方面一直都存在着较大隐患。如何提高国内各类建筑外墙保温材料的防火安全已成为事关民生安全的重要课题。
　　一、外墙保温体系的火灾危险性
　 1、外墙保温材料的类型
　　从材料燃烧的角度看，目前用于外保温系统的保温材料主要包括三大类。
　　无机类保温材料：我国的岩棉、玻璃棉、膨胀玻化微珠保温浆料等，属不燃性材料，自身不存在防火安全问题。但其它性能不能完全满足外保温的要求，目前尚不具备广泛应用的技术条件。
　　有机无机复合保温材料：以胶粉聚苯颗粒保温浆料为主, 属难燃材料，且不具有火焰传播性，自身不存在防火安全问题。
　　有机高分子保温材料：以聚苯乙烯饱沫塑料和聚氨醋硬泡为主，属可燃材料，具有引发火灾的危险性。
　　2、外墙保温火灾危险性
　　民用建筑特别是高层建筑火灾往往容易形成竖向蔓延，这是因为窗户玻璃虽然在900℃左右才会熔化，但在火灾条件下，由于玻璃受热不均匀和膨胀变形受到窗框的限制，以及内外表面温差太大等原因，往往在250℃左右就开裂破碎。建筑内起火时，门窗玻璃在火焰或高温作用下，很快破碎脱落，火舌从这些破碎了的门窗口伸出，就是这个缘故。火舌通过外墙门窗口向外蔓延的基本途径有两个：一是火焰的辐射热穿过门窗口烤燃对面建筑物；二是火舌从窗口伸出向上窜，将上层窗口的可燃物烤燃，逐层向上蔓延，致使整个建筑物起火。特别是外墙发生火灾后，由于烟囱效应火灾蔓延特别迅速。在现行《建筑设计防火规范》和《高层民用建筑设计防火规范》中均未包含对外墙保温的防火设计要求，致使对外墙保温材料防火性能没有明确要求，发生火灾时由于受高温的作用，墙体保温材料表面砂浆龟裂、脱落，很快会引燃保温材料，火灾迅速向大范围蔓延。同时，外墙着火之后，由于室内的自动消防设施不能覆盖外墙，特别是当高层建筑外墙外保温材料着火后，更是无计可施。
　　二、国内、外外墙保温系统防火技术现状
　　1、国外外墙保温防火技术现状
　　从国外外墙保温系统的发展历史可以看到，对外墙保温材料的防火安全性要求一直被作为该技术应用的首选条件。欧美等外墙保温技术应用先进的国家，对外墙保温系统均有严格的防火安全等级要求，不同的外墙保温系统和保温材料设有防火测试方法和分级标准（考虑燃烧时烟气及毒性释放），并对不同防火等级的外墙保温系统在建筑的使用范围有严格规定。
　　在欧洲标准规范ETAG004《有抹面层的外墙外保温复合系统欧洲技术标准认证》中规定，对保温防火性的测试方法要按照CEN分级文件EN13501-1《建筑产品或组件的燃烧性能分级》进行阻燃等级A1－E的测试。防火等级的测定和相关的测试需进行两次：一次为整个体系，另一次仅为保温材料。在测试时需要考虑火焰在保温材料中蔓延的可能性，系统供应商应推荐一种防火隔离来防止火势蔓延，作为系统的一部分，其防火性能可参照产品性能列表或大尺寸试验的结果而定。同时，对外墙外保温的防火要求将依据法律、法规和适用于建筑物最终使用的管理条例而定。在德国有因聚苯板薄抹灰系统防火安全性达不到要求而不能在22米以上建筑使用的相关规定；在英国有18米以上建筑不允许使用聚苯板薄抹灰外墙外保温系统的规定；在美国纽约州建筑指令中明确规定耐火极限低于两个小时的聚苯板薄抹灰外墙外保温系统不允许用在高于75英尺即22.86米的住宅建筑中。而由岩棉等不燃材料组成的外墙保温系统则可广泛应用在各种类型的建筑中，该系统已经成为目前世界上应用范围最广的外墙保温作法之一。
　　2、国内外墙保温防火技术现状
　　目前，国内对外墙保温系统防火技术的研究和重视程度还远远不够，几乎所有提及的内容都是关于系统所采用保温材料的燃烧性能，即使在外墙保温行业标准中对有机保温材料的要求也仅仅是氧指数和可燃性试验指标。目前，我国现行的《高层民用建筑设计防火规范》中尚无针对外墙保温材料的防火设计内容，对外墙保温系统缺乏分级标准和使用范围限定，外墙保温防火技术也没有国家或行业标准及规范，生产企业的产品说明书中一般缺少防火性能指标。
　　在国内外墙保温系统中占有主导地位的聚苯板薄抹灰系统存在如下问题。聚苯板薄抹灰系统在发达国家因其防火性能较差，而对其使用范围有严格的限制，但在国内没有标准对此作出规定。几乎所有聚苯板薄抹灰外墙外保温做法的生产单位对聚苯板薄抹灰系统的火灾隐患都视而不见，一些国际著名的外墙外保温公司进入中国市场后没有表现出对社会、对人民的生命财产应承担责任的态度，隐瞒其产品在本国因防火安全性达不到要求而对其产品的使用范围进行限制的规定，他们利用我国外墙外保温市场不规范的现状，在高层甚至在建筑高度达170米的中环这样的超高层建筑物上依然采用此种产品。国内高层、超高层建筑上用聚苯板薄抹灰网格布粘贴面砖的外墙外保温做法也相当普遍，这种做法的危险性在于：一旦火灾发生，不仅有机保温板燃烧产生的有毒气体和火焰会给逃生者带来巨大危险，同时因聚苯板受热产生的热熔缩变形以及网格布过热折断而导致瓷砖坠落，对逃生人员和救助人员造成的潜在危险也是致命的。正是因为在外墙保温设计、施工过程中和施工完毕后对防火问题的忽视和侥幸心理，由可燃外墙保温材料导致火灾发生或加速蔓延的案例令人触目惊心。在我国，当前正在大力推广节能建筑，但目前外墙外保温系统的现状是，系统中约80％的主体保温材料为有机可燃材料，而且系统又以防火性能较差的聚苯板薄抹灰系统为主。
　　三、外墙保温防火安全措施
　　笔者认为，解决外墙保温防火安全问题，一方面要在技术上采取措施，使外墙保温材料、保温系统具有保障安全状态的能力，另一方面要强化管理，加强施工现场的消防管理措施，达到系统的和谐，以实现整个系统的安全。
　　措施之一：严格外墙保温防火安全技术
　　建筑外墙外保温工程设计和施工时应符合《外墙外保温工程技术规程》相关规定。建设、施工单位必须使用难燃或不燃的建筑外墙保温材料，或选用经过阻燃处理的保温材料（燃烧性能等级指标应符合国家标准《建筑材料及制品燃烧性能分级》中规定的单体燃烧性能分级试验）。
　　将外墙保温防火安全技术问题分为4 个层面:
　　（1）建议正在修订的标准中, 做出保温材料的燃烧性能等级不得低于B1级的规定。
　　对外保温系统的燃烧性能等级可不作要求或不作强制性要求, 应要求外保温系统具有阻止火焰传播的能力。防火隔离构造措施宜作为外保温系统的组成部分。这是一个导向问题, 鼓励外保温生产企业对其原有的系统进行合理改进, 满足防火安全要求。
　　（2）建议在法律法规中明确规定超过24 m 的建筑严禁使用有机可燃保温材料,因此聚苯板外保温系统只能用于低于24 m 的建筑中,高于24m的建筑大部分使用不燃或难燃岩棉外保温系统。而由岩棉等不燃材料组成的外墙外保温系统则可广泛应用在各种类型的建筑中,现已成为世界上应用范围最广的外墙外保温做法之一。
　　（3）防火等级的测定和相关测试需进行两次:一次为整个体系,另一次仅为保温材料。在测试时需要考虑火焰在系统保温材料中蔓延的可能性,系统供应商应推荐一种防火隔离来防止火势蔓延。
　　（4）对于满足（2）前提下，使用的粘贴聚苯板薄抹灰外保温系统, 通常要考虑的两个问题是火灾条件下维持系统稳定性的能力和系统阻止火焰传播的能力。应采取以下措施。
　　防火隔离带：水平设置在建筑的层与层之间或竖向设置的防火隔断, 一般采用不燃或难然保温材料,系统的任何材料之间都不留空隙, 具有一定的宽度。在每1 个窗楣和门楣上口加入不燃高强矿棉防火隔离带,厚度同聚苯板,向上宽度大于200 mm;长度为窗口两侧向外延伸300 mm 以上,用满粘的方式铺帖。主要防止室内发生火灾时,火势从窗口部位点燃外墙外保温系统并引起火灾蔓延的发生。
　　挡火梁：一种门窗洞口的隔火构造方式, 与防火隔离带类似, 水平设置在门窗洞口的上边缘, 并伸出门窗洞口竖向边缘一定的长度。
　　为维持火灾条件下系统的稳定, 保障系统不具有火焰传播性, 可考虑使用金属固件。
　　措施之二：严格外墙保温防火安全管理
　　强化管理, 根据现有的消防条例和保温工程施工消防安全管理规定等有关法规规定, 结合实际情况, 提出保温工程施工消防安全管理措施, 并认真贯彻执行。采取与外保温系统的构造相对应的合理的技术手段, 如考虑在可燃保温板材进入施工现场前涂刷防火界面剂等, 以期满足施工过程的防火安全性要求。
　　措施之三：严格建设工程施工现场管理
　　要严格执行省建设厅发布的《建设工程施工现场消防安全标准》，加强建设工程施工现场的消防安全管理工作。尤其对动用明火必须实行严格的消防安全管理。需要进行明火作业的，动火部门和人员应当按照用火管理制度办理审批手续，落实现场监护人，在确认无火灾、爆炸危险后方可动火施工；动火施工人员应当遵守消防安全规定，并落实相应的消防安全措施，特别要严密高空焊等特殊电焊环境下的防护要求；电焊、气焊、电工等特殊工种人员必须持证上岗；将容易发生火灾、一旦发生火灾后果严重的部位确定为重点防火部位，实行严格管理。