史慧芳 青島黃海學(xué)院建筑工程學(xué)院講師

王 璐 青島黃海學(xué)院建筑工程學(xué)院副教授

孔凡全 山東中原建工實(shí)業(yè)有限公司工程師

高層建筑指的是高度在27 m 以上的住宅建筑以及高度在24 m以上的非單層廠房、倉(cāng)庫(kù)與其他民用建筑。高層建筑的產(chǎn)生與發(fā)展，為解決用地資源緊張與基建項(xiàng)目不斷增多之間的矛盾做出了突出貢獻(xiàn)?，F(xiàn)代建筑行業(yè)中，外墻保溫系統(tǒng)已經(jīng)成為高層建筑中必不可少的重要組成部分。出于安全性的考慮，高層建筑外墻保溫系統(tǒng)不僅要具備良好的保溫隔熱性能，還要具備一定的防火性能，以有效預(yù)防和控制火災(zāi)的危害，保障建筑及人員安全。

1 建筑外墻保溫系統(tǒng)

目前來(lái)說(shuō)，建筑外墻保溫系統(tǒng)主要分為外墻內(nèi)保溫系統(tǒng)、外墻夾芯保溫系統(tǒng)、外墻自保溫系統(tǒng)以及外墻外保溫系統(tǒng)4 種類(lèi)型[1]。其中，外墻內(nèi)保溫系統(tǒng)是在建筑外墻的內(nèi)部設(shè)置保溫層，即在外墻墻體的內(nèi)側(cè)安裝各種具有保溫性能的材料。外墻夾芯保溫系統(tǒng)是在外墻的內(nèi)側(cè)和外側(cè)墻壁之間放置保溫材料，內(nèi)側(cè)、外側(cè)墻壁可采用磚和砌塊等墻體材料。采用夾芯保溫系統(tǒng)的時(shí)候，可以由兩面墻組成墻體，并在兩面墻中間的位置設(shè)置保溫層，還可以采用空心混凝土砌塊，并將保溫材料填充在孔洞中。

外墻自保溫系統(tǒng)指的是采用本身便具有保溫性能的材料建造建筑外墻墻體。為保證安全性，這種材料除了具有保溫隔熱性能外，還有阻燃的功能，如加氣混凝土砌塊便是一種保溫性能和阻燃性能兼具的材料。外墻外保溫系統(tǒng)是最為常用的一種外墻保溫系統(tǒng)，具有適用范圍廣、可基本消除熱橋問(wèn)題、可優(yōu)化室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量、可保持室溫的穩(wěn)定性、可改善墻體潮濕情況、適用于舊建筑物的節(jié)能改造、可提高墻體的氣密性與防水性、保溫材料用量較少成本較低以及不占用房屋使用面積等優(yōu)勢(shì)。從防火性能考慮，外墻外保溫系統(tǒng)包覆在建筑外墻上，跨越了層間防火分區(qū)，且形成了一個(gè)連通的區(qū)域，在發(fā)生火災(zāi)的情況下，極易發(fā)生蔓延。鑒于此，高層建筑對(duì)外墻外保溫系統(tǒng)的防火性要求較高。

2 影響高層建筑外墻保溫系統(tǒng)防火性能的因素

2.1 保溫材料

外墻保溫系統(tǒng)的防火性能直接受到保溫材料性能的影響，若是保溫材料具有可燃性，則會(huì)增加火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，若是保溫材料為不可燃性材料，則可有效預(yù)防火災(zāi)[2]。在我國(guó)，外墻外保溫系統(tǒng)是高層建筑最為常見(jiàn)的一種外墻保溫系統(tǒng)，而外墻外保溫系統(tǒng)中，經(jīng)常使用硬泡聚氨酯、XPS 以及EPS 等保溫材料，這些材料均屬于可燃材料，極易導(dǎo)致外墻保溫系統(tǒng)發(fā)生火災(zāi)。隨著高層建筑的發(fā)展，其相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)也在不斷完善，尤其是節(jié)能和環(huán)保方面的要求越來(lái)越嚴(yán)格，為降低暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗，外墻保溫系統(tǒng)得到了越來(lái)越多的應(yīng)用，這些可燃保溫材料在未來(lái)也會(huì)得到更多的應(yīng)用。鑒于此，必須進(jìn)一步提高對(duì)外墻保溫系統(tǒng)防火問(wèn)題的重視。

2.2 防火措施

盡量避免火災(zāi)事故的發(fā)生、將火災(zāi)事故的危害控制在最小范圍內(nèi)以及將火災(zāi)蔓延區(qū)域控制在最小范圍內(nèi)是建筑防火設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)。針對(duì)外墻保溫系統(tǒng)的防火，應(yīng)借鑒建筑防火分區(qū)的方式，將整個(gè)外墻保溫系統(tǒng)劃分為若干個(gè)防火分區(qū)，有效控制火災(zāi)蔓延。以外墻外保溫系統(tǒng)為例，目前我國(guó)外墻外保溫系統(tǒng)包覆在外墻上，跨越了層與層之間的防火分區(qū)，且形成了連續(xù)的可燃性保溫層，一旦遭遇火災(zāi)事故，便會(huì)迅速蔓延，且是左、右、上、下蔓延，甚至變成立體火災(zāi)。雖然我國(guó)《民用建筑外墻保溫系統(tǒng)及外墻裝飾防火暫行規(guī)定》提出要設(shè)置防火隔離帶，但是實(shí)踐過(guò)程，這一規(guī)定的執(zhí)行情況并不樂(lè)觀，埋下諸多安全隱患。

2.3 施工風(fēng)險(xiǎn)

調(diào)查、分析高層建筑外墻保溫系統(tǒng)的火災(zāi)事故發(fā)生情況發(fā)現(xiàn)，在施工過(guò)程中發(fā)生的火災(zāi)高達(dá)80%以上[3]。這些火災(zāi)事故的出現(xiàn)，主要原因在于現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中存在諸多風(fēng)險(xiǎn)，主要包括4 點(diǎn)：一是施工現(xiàn)場(chǎng)未開(kāi)展有效的消防安全管理，未設(shè)置專(zhuān)門(mén)的保溫材料堆放場(chǎng)地，材料露天堆放，或者直接碼放在保溫工程周?chē)醋龇阑鸨Ｗo(hù)措施、未設(shè)置消防安全標(biāo)志；二是消防器材配置不全，未設(shè)置消防車(chē)道；三是由于外墻保溫系統(tǒng)施工是一個(gè)復(fù)雜的作業(yè)，施工中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)動(dòng)火立體交叉作業(yè)，電焊渣濺落和明火等均會(huì)導(dǎo)致可燃性保溫材料的燃燒，引發(fā)火災(zāi)；四是施工使用的保溫材料質(zhì)量不佳，阻燃性能不達(dá)標(biāo)，也可能會(huì)發(fā)生火災(zāi)事故。

3 提高外墻保溫系統(tǒng)防火性能的措施

3.1 合理選擇保溫材料

為提高外墻保溫系統(tǒng)的防火性能，應(yīng)使用具有良好防火性能的保溫材料，可從以下幾個(gè)方面入手。

首先，采用不燃保溫材料是提升外墻保溫系統(tǒng)防火性能的有效措施之一，但卻不是唯一的措施。我國(guó)新階段主要采用聚氨酯硬泡和聚苯乙烯泡沫塑料作為保溫材料，其占比約為80%，但是這兩種保溫材料均具有可燃性，容易出現(xiàn)火災(zāi)，因此需采用具有防火性能的保溫材料[4]。加氣混凝土砌塊是最常見(jiàn)也是技術(shù)比較成熟的一種保溫材料，其主要由加氣劑（鋁粉）、粉煤灰、石灰以及水泥等原材料組成，各種原材料混合攪拌均勻后，再經(jīng)過(guò)澆筑、切割以及蒸壓養(yǎng)護(hù)等一系列工序生產(chǎn)而成。加氣混凝土砌塊具備良好的保溫隔熱性能，導(dǎo)熱系數(shù)大約是普通粘土磚15%，還具備良好的防火性能，在600 ℃的高溫環(huán)境下的力學(xué)性能依然可以保持穩(wěn)定。

其次，借助阻燃改性技術(shù)提升有機(jī)保溫材料的阻燃性能。有機(jī)保溫材料具有諸多優(yōu)勢(shì)，如導(dǎo)熱系數(shù)較低、保溫隔熱性能較好、成本降低以及節(jié)能環(huán)保等，但其具有可燃性。針對(duì)有機(jī)保溫材料的這一缺點(diǎn)，可采用阻燃改性技術(shù)來(lái)提升其阻燃性能。目前，難燃性PIR 保溫板和EPS 保溫板已經(jīng)在國(guó)外得到了應(yīng)用，我國(guó)應(yīng)借鑒國(guó)外先進(jìn)理念與技術(shù)，加大對(duì)有機(jī)保溫材料阻燃改性技術(shù)的研究，積極開(kāi)發(fā)具有良好阻燃性能、價(jià)格合理、低煙且低毒的有機(jī)保溫材料。

最后，開(kāi)發(fā)無(wú)機(jī)保溫材料。通常情況下，采用難燃型或不燃性保溫材料的外墻保溫系統(tǒng)，防火性能相對(duì)較好，不容易發(fā)生火災(zāi)。鑒于此，應(yīng)積極加大對(duì)不燃性無(wú)機(jī)保溫材料的開(kāi)發(fā)，不僅要開(kāi)發(fā)更多類(lèi)型的無(wú)機(jī)保溫材料，還要不斷進(jìn)行升級(jí)，以滿(mǎn)足我國(guó)建筑外墻保溫市場(chǎng)的需求。就現(xiàn)階段來(lái)說(shuō)，無(wú)機(jī)保溫材料在我國(guó)的應(yīng)用較少，主要原因包括兩個(gè)方面：一方面，我國(guó)高質(zhì)量的保溫制品生產(chǎn)技術(shù)水平相對(duì)落后，且關(guān)于無(wú)機(jī)保溫材料的外墻保溫系統(tǒng)應(yīng)用方面的研究與實(shí)踐較少；另一方面，無(wú)機(jī)保溫材料如巖棉類(lèi)等，礦產(chǎn)資源相對(duì)缺乏，成本較高，難以滿(mǎn)足巨大的市場(chǎng)需求。鑒于此，應(yīng)加大對(duì)有機(jī)—無(wú)機(jī)復(fù)合型保溫材料的研究，開(kāi)發(fā)保溫隔熱性能與防火性能兼具、經(jīng)濟(jì)合理且可大量生產(chǎn)的外墻保溫系統(tǒng)。

3.2 合理選擇構(gòu)造型式

我國(guó)國(guó)土面積遼闊，高層建筑所在地區(qū)不同，對(duì)外墻保溫隔熱性能的要求也有一定的差異[5]。針對(duì)外墻保溫系統(tǒng)，應(yīng)根據(jù)建筑實(shí)際情況進(jìn)行合理選擇。例如，可將外墻內(nèi)保溫系統(tǒng)或者是外墻外保溫系統(tǒng)與外墻夾芯保溫系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，以減少外墻內(nèi)保溫系統(tǒng)和外墻外保溫系統(tǒng)中保溫材料的厚度，減少火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 加強(qiáng)施工安全管理

建筑外墻保溫系統(tǒng)施工中，應(yīng)在施工現(xiàn)場(chǎng)切實(shí)做好安全管理。結(jié)合建筑外墻保溫系統(tǒng)的特點(diǎn)及施工情況，開(kāi)展安全培訓(xùn)，宣傳消防知識(shí)，加大防火巡查力度和消防安全檢查力度，減少施工現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生的火災(zāi)，具體可從幾個(gè)方面入手：一是檢查保溫材料，為提高外墻保溫系統(tǒng)的防火性能，必須確保保溫材料的質(zhì)量達(dá)標(biāo)，不合格材料嚴(yán)禁投入使用；二是外墻保溫系統(tǒng)施工中，必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求，分區(qū)段進(jìn)行，嚴(yán)格控制各區(qū)段之間的防火間距；三是保溫材料未涂抹防護(hù)層的情況下，裸露施工高度不可超過(guò)3 個(gè)樓層，且要及時(shí)覆蓋，以控制保溫材料的裸露時(shí)間和面積；四是特殊工種，如電工、氣焊以及電焊等必須持證上崗；五是施工現(xiàn)場(chǎng)需配備充足的消防設(shè)備；六是動(dòng)用明火必須嚴(yán)格遵循用火管理制度辦理相應(yīng)手續(xù)，動(dòng)火前清理干凈現(xiàn)場(chǎng)及周?chē)目扇嘉?，并要安排?zhuān)門(mén)人員進(jìn)行監(jiān)管，動(dòng)火后檢查現(xiàn)場(chǎng)，確保無(wú)火災(zāi)隱患遺留。

4 結(jié)語(yǔ)

保溫材料、防護(hù)措施以及施工風(fēng)險(xiǎn)等是影響高層建筑外墻保溫系統(tǒng)防火性能的主要因素。為提高外墻保溫系統(tǒng)的防火性能，應(yīng)合理選擇保溫材料和構(gòu)造型式，加強(qiáng)施工安全管理，從而有效預(yù)防火災(zāi)事故，維護(hù)建筑及人員安全。