檀春麗，劉佳

[1.奧來(lái)國(guó)信（北京）檢測(cè)技術(shù)有限責(zé)任公司，北京 101318；2.北京建筑材料檢驗(yàn)研究院有限公司，北京 100041]

0 引言

既有建筑節(jié)能改造工程施工環(huán)境復(fù)雜，施工改造與居民生活、工作和社會(huì)活動(dòng)交雜在一起，互相影響、互相制約。施工現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有專(zhuān)門(mén)用于堆放保溫材料的場(chǎng)地，只能分散放置于待施工的樓房周?chē)?，無(wú)法隔絕火源。外保溫材料在其堆放、施工及竣工后等3個(gè)階段都可能存在火災(zāi)安全問(wèn)題，一旦在施工過(guò)程中發(fā)生火災(zāi)，造成的損失將會(huì)是非常慘痛和巨大的。堆（碼）放的保溫材料、施工過(guò)程中和竣工的外保溫系統(tǒng)發(fā)生火災(zāi)的案例如圖1所示。

從防火安全角度考慮，使用燃燒性能等級(jí)A級(jí)的保溫材料相較而言是最安全的，但目前A級(jí)保溫材料供不應(yīng)求，性?xún)r(jià)比也不是最高，所以將燃燒性能等級(jí)B1級(jí)保溫材料使用水泥基材料進(jìn)行六面裹覆，使保溫材料與火源進(jìn)行一定程度上的隔絕，既可以大大降低施工現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)，又可以降低使用成本，符合市場(chǎng)需求。

圖1 堆（碼）放的保溫材料、施工過(guò)程中和竣工后的外保溫系統(tǒng)發(fā)生火災(zāi)

1 標(biāo)準(zhǔn)的立項(xiàng)背景

綜合北京市住建委相關(guān)政策及北京“十二五”和“十三五”期間老舊小區(qū)綜合改造外保溫材料應(yīng)用情況，復(fù)合聚氨酯和復(fù)合酚醛泡沫2種燃燒性能為B1級(jí)的保溫材料占比超過(guò)70%，占絕大多數(shù)。此類(lèi)材料在應(yīng)用于老舊小區(qū)節(jié)能改造工程時(shí)，應(yīng)使用無(wú)機(jī)不燃材料進(jìn)行六面裹覆。但用無(wú)機(jī)不燃材料六面裹覆的保溫板檢測(cè)無(wú)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，材料檢測(cè)多數(shù)依據(jù)芯材標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)，造成工程檢測(cè)爭(zhēng)議較大。為了適應(yīng)市場(chǎng)需要，一些生產(chǎn)單位以制定的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)，試驗(yàn)方法和技術(shù)指標(biāo)等方面差別很大，工程和產(chǎn)品質(zhì)量控制也存在一定的隱患。

目前產(chǎn)品在應(yīng)用中突出存在的問(wèn)題有：

（1）水泥基材料六面裹覆保溫板在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，其復(fù)合層是否去除；去除復(fù)合層，可能會(huì)對(duì)芯材產(chǎn)品性能造成不利影響；如果不去除復(fù)合層，存在無(wú)標(biāo)準(zhǔn)可依。

（2）目前關(guān)于復(fù)合保溫板標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)存在一定的差異性，如《北京市老舊小區(qū)綜合改造外墻外保溫施工技術(shù)導(dǎo)則（復(fù)合硬質(zhì)酚醛泡沫板做法）》中氧指數(shù)指標(biāo)值≥37%，GB/T 20974—2014《絕熱用硬質(zhì)酚醛泡沫制品（PF）》中氧指數(shù)指標(biāo)值≥38%。

（3）水泥基材料六面裹覆保溫板屬于成品還是半成品，行業(yè)中存在爭(zhēng)議。

鑒于B1級(jí)保溫材料經(jīng)水泥基材料六面裹覆后，有利于預(yù)防施工現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生火災(zāi)，從政策上也是鼓勵(lì)老舊小區(qū)改造使用B1級(jí)保溫材料時(shí)進(jìn)行六面裹覆。2019年12月中國(guó)建筑材料聯(lián)合會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/CBMF 88—2020《水泥基材料裹覆保溫板》立項(xiàng)。2020年1月標(biāo)準(zhǔn)編制組成立，開(kāi)始進(jìn)行廣泛的市場(chǎng)調(diào)研，向行業(yè)內(nèi)專(zhuān)家廣泛征求意見(jiàn)，收集了大量相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)、相關(guān)法規(guī)、施工技術(shù)規(guī)程等文件，初步確定了標(biāo)準(zhǔn)編制工作計(jì)劃，制定了驗(yàn)證試驗(yàn)方案，同時(shí)面向社會(huì)廣泛征集驗(yàn)證試驗(yàn)的樣品。2020年3月，標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)申請(qǐng)獲得通過(guò)。經(jīng)過(guò)1000余組驗(yàn)證試驗(yàn)、10余次編制組內(nèi)部討論會(huì)、征求意見(jiàn)的反饋，最終形成標(biāo)準(zhǔn)送審稿。2020年7月，該標(biāo)準(zhǔn)順利通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)審查會(huì)的審查，并于2020年9月24日正式實(shí)施。

2 標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)的研究

經(jīng)過(guò)對(duì)老舊小區(qū)節(jié)能改造工程質(zhì)量問(wèn)題分析發(fā)現(xiàn)，外墻外保溫系統(tǒng)工程質(zhì)量問(wèn)題主要有以下幾個(gè)方面。

2.1 外墻外保溫系統(tǒng)脫落

在外保溫系統(tǒng)施工完成經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，由于大風(fēng)或降雨，可能引起復(fù)合板大面積脫落，部分復(fù)合板的復(fù)合層被剝離（見(jiàn)圖2）。

圖2 外墻保溫板脫落案例

相對(duì)于有機(jī)類(lèi)保溫板“裸板”而言，裹覆保溫板與粘結(jié)材料相容性更好。為防止因裹覆保溫板自身抗拉強(qiáng)度不足造成外墻脫落的情況發(fā)生，需對(duì)其垂直于板面方向的抗拉強(qiáng)度指標(biāo)進(jìn)行控制。經(jīng)過(guò)比對(duì)大量產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)（見(jiàn)表1），PU型裹覆保溫板垂直于板面方向的抗拉強(qiáng)度指標(biāo)可統(tǒng)一設(shè)定為≥0.10 MPa。PF型和TEPS型產(chǎn)品涉及的各標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)值不一致，通過(guò)驗(yàn)證試驗(yàn)（見(jiàn)表2）可以發(fā)現(xiàn)：PF型有2組樣品垂直于板面方向抗拉強(qiáng)度＜0.10MPa?？紤]到PF型材料脆性較強(qiáng)、吸水率高、易開(kāi)裂，產(chǎn)生脫落的風(fēng)險(xiǎn)較大，需進(jìn)行嚴(yán)格限制，故統(tǒng)一將垂直于板面方向的抗拉強(qiáng)度指標(biāo)設(shè)定為≥0.10MPa。

表1 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)垂直于板面方向抗拉強(qiáng)度的指標(biāo)要求

表2 垂直于板面方向的抗拉強(qiáng)度驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果

此外，裹覆保溫板外覆的水泥基裹覆材料密度較大，如果生產(chǎn)企業(yè)為了通過(guò)燃燒性能等級(jí)測(cè)試而加厚裹覆層厚度，那么單塊樣品自重過(guò)大，不僅給施工操作帶來(lái)困難，也增大了脫落的風(fēng)險(xiǎn)，因此需限制水泥基材料裹覆層的厚度。選擇相同廠(chǎng)家、相同密度、相同芯材厚度（50 mm）、不同裹覆厚度的PU型樣品按照GB 8624—2012《建筑材料及制品燃燒性能分級(jí)》進(jìn)行燃燒性能等級(jí)試驗(yàn)（見(jiàn)表3）。

表3 相同廠(chǎng)家、相同密度、相同芯材厚度、不同表面裹覆層厚度PU樣品的燃燒性能等級(jí)

由表3可以看出，對(duì)于同種芯材，去除自然表皮后，燃燒增長(zhǎng)速率指數(shù)增大，但600 s的總放熱量變化不大。隨著裹覆面層厚度增大，燃燒增長(zhǎng)速率指數(shù)逐漸降低，600s的總放熱量有所降低。綜合全部數(shù)據(jù)可得，六面裹覆對(duì)燃燒性能的影響是有利的，0.5 mm厚裹覆層就可以起到明顯的阻燃效果，當(dāng)裹覆層厚度為2.0 mm時(shí)，阻燃效果較“裸板”有顯著提升，可以認(rèn)為裹覆層2.0 mm以?xún)?nèi)就能夠有效降低材料堆放和施工時(shí)火災(zāi)隱患。因此，標(biāo)準(zhǔn)一般要求中規(guī)定“裹覆保溫板的單面裹覆層厚度不宜大于2.0 mm”，同時(shí)在技術(shù)要求中規(guī)定裹覆層單位面積質(zhì)量≤10 kg/m2，用以限制裹覆層厚度，防止產(chǎn)品自重過(guò)大引起脫落。

2.2 酚醛保溫板開(kāi)裂

經(jīng)過(guò)走訪(fǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，在使用酚醛復(fù)合保溫板的老舊小區(qū)節(jié)能改造工程中，存在使用錨栓將保溫板固定于墻面時(shí)錨栓周?chē)姆尤┍匕迤茐?，甚至出現(xiàn)貫穿整板的裂縫現(xiàn)象（見(jiàn)圖3）。

圖3 貫穿裂縫及錨栓附近保溫板破壞

酚醛保溫板產(chǎn)生裂縫或破壞的原因主要為：酸性強(qiáng)、脆性大、強(qiáng)度低、彎曲變形小、尺寸穩(wěn)定性差、吸水率大等。酚醛泡沫酸性過(guò)強(qiáng)，會(huì)與保溫系統(tǒng)其他材料發(fā)生酸堿界面反應(yīng)，在施工后會(huì)給外墻外保溫系統(tǒng)帶來(lái)安全事故；彎曲變形小，則意味著柔韌性低、脆性大，容易破碎，因此吸收內(nèi)應(yīng)力和釋放變形的能力均較差，使用時(shí)易斷裂破壞，從而引起開(kāi)裂而使外部液態(tài)水進(jìn)入酚醛板；而酚醛板的吸水率較其他類(lèi)型保溫板高，吸水的酚醛板干燥后質(zhì)量降低，降解粉化現(xiàn)象也會(huì)加劇，其強(qiáng)度會(huì)降低，粘結(jié)性能會(huì)受到影響，并會(huì)影響到酚醛板的保溫性能，更進(jìn)一步的導(dǎo)致酚醛板破壞，極易造成保溫層大面積脫落或者開(kāi)裂，嚴(yán)重影響工程質(zhì)量。

為了避免這類(lèi)由于材料自身缺陷造成的質(zhì)量問(wèn)題發(fā)生，需要對(duì)材料性能做出限制，保證此類(lèi)保溫板的物理性能能夠滿(mǎn)足既有建筑節(jié)能改造工程的需求。因此，針對(duì)PF型裹覆保溫板，對(duì)其pH值、彎曲變形、吸水率均提高了限制要求。遼寧省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳發(fā)布的DB21/T 2171—2013《酚醛泡沫板外墻外保溫技術(shù)規(guī)程》標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)酚醛泡沫板pH值的技術(shù)指標(biāo)要求為≥4.0。根據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)與多家酚醛制品生產(chǎn)企業(yè)溝通交流，了解到企業(yè)目前可以達(dá)到該生產(chǎn)技術(shù)水平。為進(jìn)一步督促生產(chǎn)企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量及發(fā)展生產(chǎn)技術(shù)，從而提高既有建筑節(jié)能改造工程質(zhì)量，設(shè)定T/CBMF 88—2020中PF型、TEPS型產(chǎn)品pH值≥5的要求。彎曲變形指標(biāo)引用CECS335—2013《酚醛泡沫板薄抹灰外墻外保溫工程技術(shù)規(guī)程》和DB11/T 584—2013《保溫板薄抹灰外墻外保溫施工技術(shù)規(guī)程》標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定PF型產(chǎn)品彎曲變形≥4 mm。PF型體積吸水率技術(shù)指標(biāo)要求從嚴(yán)設(shè)定為≤5%。TEPS型裹覆保溫板芯材體積吸水率技術(shù)指標(biāo)要求定為≤4%。

2.3 外保溫系統(tǒng)出現(xiàn)裂縫或凹陷

在老舊小區(qū)節(jié)能改造工程中常見(jiàn)問(wèn)題還有：施工后，墻體外保溫系統(tǒng)出現(xiàn)裂縫或凹陷，如圖4所示。產(chǎn)生裂縫或凹陷的主要原因有：產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性比較差，用于外墻外保溫工程中，在急冷急熱的條件下板材易發(fā)生變形，出現(xiàn)體積增大或縮小現(xiàn)象，可能出現(xiàn)擠壓脫落，也可能出現(xiàn)保溫板翹曲、凹陷或者空鼓，而面層也易出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象，液態(tài)水就會(huì)侵蝕進(jìn)入保溫層，而經(jīng)過(guò)冬夏季節(jié)輪換，如果保溫板大量吸水，到了冬天就會(huì)結(jié)冰，從而使得保溫板開(kāi)裂，同時(shí)還會(huì)破壞砂漿粘結(jié)層，嚴(yán)重影響系統(tǒng)粘結(jié)強(qiáng)度，導(dǎo)致保溫系統(tǒng)開(kāi)裂、脫落。此外，TEPS型產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)使用無(wú)機(jī)膠凝改性添加材料對(duì)聚苯基材進(jìn)行改性，其中氯氧鎂水泥、硫氧鎂水泥等氣硬性材料由于價(jià)格低廉且能夠提高產(chǎn)品性能，而被部分生產(chǎn)企業(yè)使用。但此類(lèi)氣硬性材料在產(chǎn)品應(yīng)用于外墻保溫系統(tǒng)后，極易因干燥收縮過(guò)大而產(chǎn)生開(kāi)裂。

圖4 施工后墻體外保溫系統(tǒng)出現(xiàn)裂縫

因此，T/CBMF 88—2020將PF型裹覆保溫板的尺寸穩(wěn)定性技術(shù)指標(biāo)要求從嚴(yán)設(shè)定為≤1.0%。TEPS型裹覆保溫板的尺寸穩(wěn)定性技術(shù)指標(biāo)要求≤0.8%。同時(shí)，為保證復(fù)合層與芯材相容性，T/CBMF 88—2020增加對(duì)復(fù)合層外觀質(zhì)量的要求，即經(jīng)過(guò)（70±2）℃、48 h后，復(fù)合層應(yīng)無(wú)龜裂、起皮現(xiàn)象。在標(biāo)準(zhǔn)的一般要求中，規(guī)定保溫板裹覆材料以及保溫材料的無(wú)機(jī)膠凝改性添加材料均不應(yīng)使用氯氧鎂水泥、硫氧鎂水泥等氣硬性材料。同時(shí)，為防止生產(chǎn)企業(yè)違規(guī)使用此類(lèi)材料，標(biāo)準(zhǔn)中增加水溶出物含量試驗(yàn)。經(jīng)過(guò)驗(yàn)證試驗(yàn)（見(jiàn)表4），確定TEPS型產(chǎn)品的水溶出物含量≤3%。

表4 水溶出物含量試驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果

2.4 燃燒性能

T/CBMF 88—2020中術(shù)語(yǔ)和定義3.1對(duì)“水泥基材料裹覆保溫板”規(guī)定是以遇火后無(wú)熔融滴落物積聚且陰燃性能合格的保溫材料為芯材。首先是芯材陰燃性能合格，有些保溫板芯材受熱分解后能產(chǎn)生剛性結(jié)構(gòu)的多孔碳的固體物質(zhì)，此類(lèi)物質(zhì)在接觸到熱量足夠高的熱源時(shí)，易發(fā)生陰燃現(xiàn)象。陰燃現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，由于無(wú)明火、產(chǎn)煙量小，很難在火災(zāi)初期被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，且當(dāng)相對(duì)封閉的陰燃空間有新鮮空氣進(jìn)入時(shí)，在空間內(nèi)會(huì)形成可燃混合氣體，進(jìn)而發(fā)生有焰燃燒甚至導(dǎo)致爆炸，這種由陰燃向爆燃的突發(fā)性轉(zhuǎn)變十分危險(xiǎn)，存在安全隱患。所以，使用陰燃性能合格的芯材是水泥基材料裹覆保溫板可以應(yīng)用于既有建筑節(jié)能改造工程的必要條件之一。陰燃性能試驗(yàn)方法參照了GB/T 29416—2012《建筑外墻外保溫系統(tǒng)的防火性能試驗(yàn)方法》和DB11 381—2016《既有居住建筑節(jié)能改造技術(shù)規(guī)程》標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)內(nèi)容。經(jīng)過(guò)驗(yàn)證試驗(yàn)，確定陰燃性能指標(biāo)值為：24 h試驗(yàn)周期內(nèi)，試件中心溫度不大于600℃。此外，規(guī)定遇火后應(yīng)無(wú)熔融滴落物集聚，這是因?yàn)?，熔融滴落物集聚易成為新的點(diǎn)火源，造成更大的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。

在T/CBMF 88—2020中一般規(guī)定5.1保溫板芯材燃燒性能等級(jí)應(yīng)達(dá)到GB 8624—2012中規(guī)定的B1級(jí)，這是因?yàn)橐罁?jù)GB 50016—2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范（2018年版）》規(guī)定，建筑高度大于27 m且不大于100 m的住宅建筑和建筑高度大于24 m且不大于50 m的非住宅和人員密集場(chǎng)所建筑，可以使用不低于燃燒性能等級(jí)B1級(jí)的保溫材料，但禁止使用燃燒性能等級(jí)為B2級(jí)的保溫材料。目前需要進(jìn)行節(jié)能改造的既有建筑，建筑高度大多數(shù)不超過(guò)100 m，使用燃燒性能等級(jí)B1級(jí)的保溫材料，符合建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范要求，而且與使用燃燒性能等級(jí)A級(jí)的保溫材料相比，成本更低。將此類(lèi)芯材進(jìn)行水泥基六面裹覆，可以在保障經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)上，保障節(jié)能改造工程材料存放和施工安全。產(chǎn)品在進(jìn)行六面裹覆后，由于在一定程度上隔絕了熱源，有利于降低燃燒時(shí)放熱量，經(jīng)過(guò)本編制說(shuō)明中5.2.3節(jié)的驗(yàn)證試驗(yàn)，確定除燃燒性能等級(jí)滿(mǎn)足B1級(jí)指標(biāo)要求外，增加指標(biāo)值：600 s總放熱量≤7.5 MJ，以更進(jìn)一步保障消防安全。

此外，T/CBMF88—2020要求此類(lèi)產(chǎn)品在燃燒過(guò)程中，不應(yīng)出現(xiàn)受熱出現(xiàn)融化收縮現(xiàn)象，遇火后應(yīng)無(wú)熔融滴落物。這是因?yàn)?，受熱后融化收縮會(huì)造成外保溫系統(tǒng)脫落，存在安全風(fēng)險(xiǎn)，熔融滴落物易成為新的點(diǎn)火源，造成更大的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。

3 結(jié)語(yǔ)

中國(guó)建筑材料聯(lián)合會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/CBMF 88—2020的發(fā)布和實(shí)施，為完善既有建筑節(jié)能改造驗(yàn)收提供了產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)，也為既有建筑節(jié)能改造用水泥基材料裹覆保溫板的生產(chǎn)和使用提供了指導(dǎo)和規(guī)范依據(jù)，降低了施工和監(jiān)管風(fēng)險(xiǎn)。