外墻保溫材料燃燒性能標(biāo)準(zhǔn)分析

張紅宇

摘 要：早在20世紀(jì)80年代，我國(guó)就已經(jīng)開(kāi)始對(duì)建筑材料燃燒性能進(jìn)行分級(jí)，先后發(fā)布過(guò)4個(gè)版本的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)建筑外墻保溫材料燃燒性能的研究具有指導(dǎo)作用。當(dāng)前的外墻保溫材料可以按材料類型分為無(wú)機(jī)復(fù)合類材料與有機(jī)高分子材料，前者價(jià)格昂貴但通常具有良好的阻燃性能；后者保溫性能優(yōu)良但大都為可燃材料。因此，對(duì)保溫材料的燃燒性能進(jìn)行分級(jí)，有利于外墻外保溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與材料選用。在實(shí)際使用時(shí)，也需要按照國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)外墻保溫材料進(jìn)行試驗(yàn)分析，確定其燃燒級(jí)別。

關(guān)鍵詞：外墻保溫材料；燃燒性能；標(biāo)準(zhǔn)

外墻的保溫材料是在建筑外墻實(shí)現(xiàn)保溫隔熱功能的一種材料。傳統(tǒng)保溫材料的研發(fā)僅僅注重其導(dǎo)熱性能，而忽視了作為建筑材料本身應(yīng)實(shí)現(xiàn)的防火要求。尤其是近年來(lái)，一些因保溫材料引發(fā)的火災(zāi)事件更加說(shuō)明了保溫材料燃燒性能標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的迫切性。隨著綠色建筑理念與生態(tài)文明的不斷推進(jìn)，建筑外墻保溫材料的防火阻燃也是避免人民生命財(cái)產(chǎn)損失、營(yíng)造安全舒適居住氛圍的必然要求。

1 外墻保溫材料燃燒性能標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

1.1 我國(guó)外墻保溫材料燃燒性能標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展史

我國(guó)建筑材料燃燒性能標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)先后頒布過(guò)4個(gè)版本。較早的《建筑材料及制品燃燒性能分級(jí)》GB8624-1988與1997中，將建筑外墻保溫材料按照易燃程度分為不燃的A級(jí)、難燃的B1級(jí)、可燃的B2及以及易燃的B3級(jí)。而2006年頒布的標(biāo)準(zhǔn)中，重新將燃燒性能分為A1、A2、B、C、D、E、F等7個(gè)等級(jí)，該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)材料的燃燒性能進(jìn)行細(xì)化，便于更加科學(xué)地對(duì)材料的燃燒性能進(jìn)行測(cè)定，但同時(shí)也給新舊標(biāo)準(zhǔn)體系的過(guò)渡帶來(lái)困難。為此，公安部消防局規(guī)定，如果已經(jīng)按照舊版標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)的材料，如果檢驗(yàn)報(bào)告在有效期內(nèi)，則可仍然按照舊版標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。而根據(jù)實(shí)施經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，2006版標(biāo)準(zhǔn)存在燃燒性能分級(jí)過(guò)細(xì)的問(wèn)題，與我國(guó)工程建設(shè)實(shí)際脫節(jié)，因此在最新的GB 8624-2012中，明確了建筑材料基本分級(jí)A、B1、B2、B3與歐盟標(biāo)準(zhǔn)7個(gè)等級(jí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，判據(jù)仍然采用歐盟標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 當(dāng)前外墻保溫材料的主要種類

當(dāng)前常見(jiàn)的外墻保溫材料主要可分為無(wú)機(jī)復(fù)合類材料與有機(jī)高分子材料兩大類。無(wú)機(jī)復(fù)合類材料具備不燃、耐酸堿腐蝕等特點(diǎn)，如玻璃棉、巖棉等，其保溫隔熱、吸聲阻燃性能良好，但如果制造質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，其釋放的有害氣體或纖維會(huì)對(duì)人體健康造成危險(xiǎn)，環(huán)保性能較差；另一種硬質(zhì)無(wú)機(jī)保溫材料泡沫玻璃，其強(qiáng)度與保溫性能均更好，但生產(chǎn)成本太高，在價(jià)格方面無(wú)法與有機(jī)高分子類材料形成競(jìng)爭(zhēng)。典型的有機(jī)高分子材料如EPS、XPS等，在保溫性能、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、材料密度、吸水率等方面均具有明顯優(yōu)勢(shì)，這是由于有機(jī)材料內(nèi)部通常具有大量的封閉微孔結(jié)構(gòu)，這類空腔結(jié)構(gòu)降低了整體的熱導(dǎo)率和密度，使得材料整體質(zhì)量更加輕巧，十分適合于外墻材料。但有機(jī)高分子材料的最大劣勢(shì)在于，大部分有機(jī)材料都屬于易燃材料，其燃燒放熱大、生成大量煙霧且具有引燃性。

2 外墻保溫材料燃燒性能標(biāo)準(zhǔn)分析

2.1 外墻保溫材料燃燒特性分級(jí)

最新的GB 8624-2012標(biāo)準(zhǔn)在制定時(shí)，參照了歐盟對(duì)建筑構(gòu)件燃燒性能的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，這套評(píng)價(jià)體系不僅是根據(jù)試驗(yàn)方法對(duì)材料燃燒性能進(jìn)行測(cè)定，還考慮了材料在火災(zāi)場(chǎng)景中的燃燒特性，針對(duì)部分材料燃燒后生成物的毒害性能也進(jìn)行了要求。這套標(biāo)準(zhǔn)明確了我國(guó)現(xiàn)階段建筑材料的燃燒性能基本分級(jí)仍然為A、B1、B2、B3四級(jí)，但也同時(shí)規(guī)定了4個(gè)等級(jí)與歐標(biāo)7個(gè)等級(jí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系：歐標(biāo)A1和A2對(duì)應(yīng)了我國(guó)的A級(jí)，即不燃材料等級(jí)；B、C對(duì)應(yīng)我國(guó)的B1級(jí)，即難燃材料等級(jí)；D、E對(duì)應(yīng)我國(guó)的B2級(jí)，即可燃材料等級(jí)；F對(duì)應(yīng)我國(guó)的B3級(jí)，即易燃材料等級(jí)。相比上一版本，新版對(duì)燃燒性能等級(jí)劃分和分級(jí)判據(jù)進(jìn)行了修改，刪除了一些不符合實(shí)際需求的試驗(yàn)方法。

2.2 外墻外保溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

雖然我國(guó)已經(jīng)初步具備了保溫材料與建筑防火的相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，但尚無(wú)專門針對(duì)外墻外保溫系統(tǒng)的防火設(shè)計(jì)條例，外保溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上也沒(méi)有出臺(tái)詳細(xì)的防火分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。例如，在大量采用高分子有機(jī)保溫材料，導(dǎo)致現(xiàn)有建筑外墻保溫層成為重要的火災(zāi)隱患。在進(jìn)行燃燒性能試驗(yàn)時(shí)，也常常忽略材料在實(shí)際火場(chǎng)條件下的傳播性能等的檢驗(yàn)，而僅僅考慮材料的熱釋放性能。

3 外墻保溫材料燃燒性能試驗(yàn)分析

對(duì)于外墻保溫材料的燃燒性能，有專門的一套實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)。這類試驗(yàn)主要關(guān)注材料燃燒時(shí)的火焰蔓延速度、高度、滴落范圍等特性，為外墻保溫材料的實(shí)際應(yīng)用提供參考依據(jù)。

3.1 試樣材料的選擇與制作

以擠塑板、硅質(zhì)聚苯板和硬泡聚氨酯為例。擠塑板的物理性能優(yōu)良，內(nèi)部有封閉微孔結(jié)果，具有良好的保溫隔熱效果，但其防火性能較差，屬于易燃類材料；硬泡聚氨酯和硅質(zhì)聚苯板屬于難燃材料。首先對(duì)材料樣本進(jìn)行裁剪，作為燃燒試驗(yàn)的試樣，每種材料均裁減為200×150小塊。

3.2 燃燒試驗(yàn)與現(xiàn)象

首先按照最新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行燃燒試驗(yàn)：將試樣點(diǎn)燃后，測(cè)量試樣燃燒時(shí)的溫度、火焰?zhèn)鞑サ母叨扰c速度，以及材料燃燒結(jié)束后的損壞范圍等。試樣燃燒溫度使用熱電偶進(jìn)行測(cè)量，并評(píng)估材料的防火性能等級(jí)。在試驗(yàn)過(guò)程中，需要對(duì)燃燒現(xiàn)象進(jìn)行觀察記錄，擠塑板一類的易燃材料在遇火候的燃燒十分劇烈，火焰蔓延迅速且波及范圍廣，容易產(chǎn)生收縮、融化等促進(jìn)火焰蔓延的現(xiàn)象；除此以外，材料在燃燒過(guò)程中還會(huì)伴隨產(chǎn)生有濃煙與刺激性氣味，在實(shí)際火災(zāi)狀況下會(huì)嚴(yán)重影響救援與逃生。難燃類材料則表現(xiàn)為火焰蔓延范圍較小，沒(méi)有滴落、流淌等現(xiàn)象發(fā)生；易燃類材料的火焰高度與傳播速度一般都較大，燃燒時(shí)內(nèi)部溫度很高。

3.3 試驗(yàn)結(jié)論分析

通過(guò)燃燒試驗(yàn)，可以較為準(zhǔn)確地判定材料的燃燒性能，便于防火材料的選取。從實(shí)驗(yàn)效果來(lái)看，火焰的傳播性質(zhì)（速度、高度）代表了材料在火災(zāi)狀況下的危險(xiǎn)程度，易燃材料的火焰?zhèn)鞑ニ俣茸羁?；同樣，易燃材料在火?zāi)時(shí)的損毀狀況也越嚴(yán)重，難燃材料則基本不出現(xiàn)損毀，少量碳化跡象也僅在表面發(fā)生；內(nèi)部燃燒溫度也是一項(xiàng)重要的性能，實(shí)際上，如果材料內(nèi)部有封閉的微孔結(jié)構(gòu)并進(jìn)行了氧氣隔絕，就可以更好地阻止燃燒的傳導(dǎo)。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，更多新型建筑外墻保溫材料被研發(fā)出來(lái)。如果針對(duì)當(dāng)前建筑的防火需求對(duì)材料進(jìn)行選用，是相關(guān)研究人員需要重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。本文僅針對(duì)現(xiàn)有建筑外墻材料燃燒性能標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析，對(duì)相關(guān)工作的落實(shí)具有一定的參考意義。

參考文獻(xiàn)

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