建筑外墙外保温材料防火安全的选型设计探讨

建筑外墙外保温材料防火安全的选型设计探讨
夏朝晖
【摘要】近年来,我国因建筑外墙外保温材料防火安全问题而导致特大火灾事故频发,尤其是上海胶州路教师公寓火灾、沈阳皇朝万鑫大厦火灾和北京央视大楼火灾,造成重大人员伤亡和财产损失,使得建筑外墙外保温材料防火安全成为人们关注的焦点.该文针对目前建筑外墙外保温材料选型设计中不注重防火安全的实际问题,分析了各种建筑外墙外保温材料防火性能,探讨其不同的使用局限性和优缺点,为建筑外墙外保温材料的选型设计提供参考.%In recent years the thermal insulation materials covering on the exterior wall for building fire safety problems caused the serious fire accidents, especially in the teacher apartment fire at Jiaozhou Road in Shanghai, the Dynasty wan Xin building fire in Shenyang and the CCTV building fire in Beijing, which caused the heavy casualties and the property losses, Therefore, the fire safety of the thermal insulation materials covering on the exterior wall has been a focus of attention.For solving the problem of the current moterials selection not paying attention to fire safety design, This paper analyzes the various fire performances of thermal insulation material covering on exterior wall, and their advantages and disadvantages, as a reference of selecting the thermal insulation material in the fire safety design.
【期刊名称】《华中建筑》
【年(卷),期】2011(029)007
【总页数】2页(P104-105)
【关键词】建筑外墙;保温材料;防火安全;选型设计
【作者】夏朝晖
【作者单位】武汉市公安消防支队
【正文语种】中文
【中图分类】TU54
近几年来，因建筑外墙外保温材料选用易燃、可燃性的保温材料而导致大火的案例屡有发生，不仅给人民生命财产造成了重大损失，还造成了严重的社会影响。

主要案例有：
①2008年7月27日，济南奥体中心体育馆因施工人员违规电焊引燃保温材料而
发生火灾，烧毁面积约3000m+，造成直接经济损失约75万元。

②2009年2月9日，北京央视新址大楼因工作人员违法燃放烟花爆竹引燃外墙外保温材料导致大火，造成1名消防队员牺牲，6名消防队员和2名施工人员受伤，直接经济损失达16383万元。

③2010年11月15日，上海静安区胶州路一高层教师公寓楼因施工人员违规电焊引燃正在加装的外墙外保温材料，造成58人死亡的特大火灾。

④2011年2月3日除夕夜，沈阳第一高楼皇朝万鑫国际大厦因有人燃放烟花爆竹引燃外墙装饰保温材料导致大火发生，造成难以想象的巨大财产经济损失。

上述4起火灾具有一个共同点，即建筑物外墙均包覆了易燃、可燃保温材料，这
些材料极易被火源引燃且助长火势的迅速蔓延扩大，从而造成重特火灾发生。

因此，亟需改变当前在建筑外墙外保温材料选型设计中不注重防火安全的实际问题，在设计环节中统筹兼顾地考虑建筑外墙的整体安全性，从源头把好关，对外墙外保温材料进行科学合理选型设计。

保温材料（thermal insulation material）是指导热系数小于或等于0.2的材料。

所谓外墙外保温，是指将保温材料和建筑外立面装饰材料等按一定方式复合在一起，对建筑外墙起到隔热保温作用，发挥节能减排的综合功效。

目前，大多数外墙外保温材料在选型设计时，一般采用聚苯乙烯泡沫塑料等有机保温材料，有的还添加卤系阻燃剂，它们在火灾中由于不完全燃烧和热解会产生较多的烟尘和CO、HCN
等有毒烟气，这些有毒烟气对人的生命安全将产生极大危害，据有关统计，火灾事故中80%的人员死亡是由于有毒烟气所造成的。

例如，上海“11·15”特大火灾事故的一个深刻教训就是违规使用大量聚氨酯泡沫等易燃保温材料，在大楼外立面保温节能改造中被电焊引燃，因燃烧速度快且产生剧毒氰化氢（HCN）气体，最终
导致58人死亡。

当前，在建筑领域中多选择使用聚苯板（EPS）、挤塑板（XPS）和聚氨酯（PU）三种有机材料作为外墙外保温材料，其最大优点是质轻、保温、隔热性好，但是其致命缺陷是防火安全性能极差，易老化、易燃烧。

它们均因价格相对低廉而被广泛应用，从安全技术角度上看，这三种保温材料均可通过添加合适的阻燃剂达到国家防火安全标准要求，但由于长期以来我国未对在建筑外墙外保温材料制定严格的防火安全标准，加之施工单位追求利润最大化及管理上存在监管漏洞，造成目前许多施工项目的外墙外保温材料选用了未达到防火安全设计要求的易燃、可燃保温材料。

因此，在建筑外墙外保温材料选型设计时，采用具有良好的绝热和防火安全性能的材料，不仅大大降低建筑使用能耗和运营成本，而且可以提供良好的消防安全环境，实现安全、节能和经济效益的共赢；但如果外墙外保温材料防火安全性能不达标，则会埋下十分可怕的火灾隐患。

当前在我国市场上，主要的建筑外墙外保温材料可分为有机保温材料和无机保温材料两大类。

其中有机保温材料主要有聚苯板（EPS）、挤塑板(XPS)、聚氨酯泡沫
塑料（PU）、酚醛树脂等，无机保温材料主要有石棉、加气混凝土、泡沫玻璃、
泡沫混凝土等。

其基本物理性能和防火安全性能见表1。

从表1可以看出，无机保温材料与有机保温材料相比，抗火性强，使用温度范围广，防火安全性能较好。

但其中泡沫玻璃价格较高，不宜成为目前有机保温材料的替代品；而石棉、岩棉、矿棉等纤维保温材料虽然价格略低，但污染环境，使人浑身剌痒，对人的身体有毒害，不宜作为外墙外保温材料；玻璃纤维不是块状材料，应用比较困难，无法直接使用；膨胀珍珠岩、膨胀蛭石等颗粒状松散保温材料，吸水率高，制品不抗冻融，松散不易使用；加气混凝土密度大，吸水率更高；泡沫混凝土保温材料具有较轻质、保温隔热、防火、抗震、耐久、隔音、绿色环保、价格低等特点，但目前仍存在密度较大、易碎、韧性不足等缺点，需要从技术上创新突破，改善其某些物理性能，克服缺陷，才能成为聚苯乙烯等有机保温材料的强有力的替代品。

在有机保温材料方面，聚氨酯硬泡塑料PU、酚醛树脂泡沫塑料虽然防火安全性能略好于聚苯乙烯膨胀泡沫塑料（EPS）、挤塑聚苯乙烯泡沫材料（XPS），但成本较高；为了改善有机保温材料的防火安全性能，目前国内的工业研究主要集中在如何掺入合适的阻燃剂以提高EPS、XPS的阻燃抑烟抗火性能。

一系列重特大火灾的沉重教训，使人们不断反思在广泛应用建筑外墙外保温材料时，建筑防火安全问题既要注重建筑内部防火，还应兼顾建筑外部防火。

当今，全球保温隔热材料正朝着高效节能、薄层隔热、防火防水等一体化方向发展，研发防火性能好、保温性能高、易于施工、经济合理的外墙外保温材料已成为目前国内研究的一个热点。

从已有建筑外墙外保温材料的综合性能分析比较可以看出，聚苯乙烯膨胀泡沫塑料（EPS）、挤塑聚苯乙烯泡沫材料（XPS）、泡沫混凝土材料等三种材料市场性价比和应用前景较为突出。

但从防火安全的需求出发，EPS、XPS板需要大幅度提升其阻燃抑烟性能，以进一步提高防火安全等级；而泡沫混凝土材料需要通过物理改性，改善其密度较大、易碎、韧性不足的缺点，增强轻质保温隔热
性能。

【相关文献】
1 欧志华，刘锡军，王彦.建筑外墙外保温系统的火灾特征及防火措施. 建筑科学，2010（11）：33-35.
2 杨宗焜，杨玉楠，华校生，孙伟东. 从建筑保温材料的源头遏制建筑火灾隐患的设想和建议.建筑节能，2009（09）：1-6.
3 金磊. 反思央视新址“2.9”火灾——兼论我国城市建设灾害风险的警示分析. 住宅产业，2009（04）：40-43.
4 朱春玲，陈景辉，吕振刚等. 高层建筑外墙外保温防火研究. 建筑科技，2010（23）：66-68.
5 张磊蕾，王武祥. 泡沫混凝土的研究进展及应用. 建筑砌块与砌块建筑，2010（01）：38-42+15. 作者武汉市公安消防支队助理工程师
邮编430020。