【摘 要】随着社会进步，建筑行业的发展，高层建筑越来越多的出现在了人们的视野中，高层建筑的外墙外保温防火安全问题也日益凸显。外墙保温系统频频发生火灾，严重的威胁到了人与人身财产的安全。所以，高层建筑的外墙外保温防火安全问题逐渐引起人们的重视。文章从外墙外保温所具有的优点，外墙外保温材料的使用现状，外墙外保温的材料及构造，高层火灾特点及外保温火灾原因，加强高层外墙外保温的防火措施四方面来阐述。
【关键词】高层建筑；外墙保温；防火；对策
高层建筑外墙保温是指由保温材料组成, 在外保温系统中起到保温隔热作用的构造层。外墙保温材料专指用于建筑墙体的一类保温材料，根据使用位置可分为：外墙保温材料，内墙保温材料，屋面保温材料；根据保温材料的内在成分可分为：无机保温材料和有机保温材料。不论是在建高层还是投入使用的高层建筑，一旦外墙保温材料着火引发火灾极易导致群死群伤，高层建筑外墙保温材料着火引发的火灾往往因为火势蔓延途径多，烟火流动速度快，保温材料耐火等级不达标，加上外部风力作用，内部竖向管井与通道的“烟囱”效应等因素使其发展迅速，社会影响大，扑救难度大，人员伤亡大，性质恶劣，教训极为深刻。
一、外墙外保温所具有的优点
1、利用外保温有助于保护建筑物的主体结构，达到延长建筑寿命的效果
外墙外保温因为其位于建筑物的围护结构的外侧，因此可以有效的对因温度变化而引起的结构变形所产生的应力进行缓冲，还能够有效的对雨、雪、冻融、干、湿循环等对建筑物的结构所造成的破坏进行规避。同时还可以对大气中的有害气体与紫外线进行一定程度的阻隔，从而较少对围护结构所造成的侵蚀。实践证明，墙体与屋面保温隔热材料的选材只要合适，厚度合理，那么通过外保温来有效的防止并减少建筑墙体与屋面因为温度所引起的变形，进而有效的消除顶层横墙常见的斜裂缝或者八字裂缝。因此，通过合理的外保温措施不仅仅是能够减少温度变化对维护结构所带来的应力，同时还能够对建筑主体结构进行保护，有效的提高建筑主体的耐久性。
2、可以有效的消除“热桥”所带来的各种影响
与内保温相比，外保温的方式将能够更加有效的避免“热桥”，例如利用外保温可以有效的避免在内外墙交界部位、外墙圈梁、构造柱、框架梁、柱、门窗洞口等各处所产生的“热桥”。有统计显示，底层房间所产生的“热桥”其所附加的热负荷占总热负荷的大约23.7%，而处于中间层与顶层的房间则分别21.7%与24.3%。从这些数据中能看出“热桥”所产生的热负荷的影响比较大。但是如果采用的是内保温或者是夹心保温都很难避免这些“热桥”，而如果是采用的外保温则不仅仅可以有效的防止“热桥”部位产生的结露，同时还能够有效的消除因“热桥”所产生的附加热损失。
二、外墙外保温材料的使用现状
正是因为现在设计人员、施工人员以及监察人员对于防火问题的忽视，导致目前因为可燃外墙外保温材料导致火灾发生，甚至是“有助”火势的案例很多。例如：哈尔滨“经纬360度”双子星大厦的重大火灾、上海胶州路大火等等火灾的发展都和外墙保温有着联系。就目前市场中所使用、推广的外墙保温系统技术来看，主要存在以下几点隐患：首先有机保温板薄抹灰系统在部分国家因防火性能要求对其使用范围有着限制，但是目前但国内并没有做出相应规定。目前部分高层建筑依然在使用这类没有防火构造的系统，导致火灾风险的出现；其次国内高层建筑应用有机保温板薄抹灰网格布粘贴面砖的工程很多，此类工艺做法的不安全性在于粘贴面砖后，保护层厚度增大，一旦发生了火灾，前期面砖系统的防火性能优于涂料饰面系统，如果火势一直持续，不仅有机保温板燃烧产生的有毒气体会给人体带来伤害，而且火焰也增加了逃生者的危险，同时有机保温板受热产生的热熔缩变形以及网格布过热熔断容易导致面砖坠落，增加了逃生者和救助者潜在的危险。
三、外墙外保温的材料及构造
1、材料种类
高层建筑外墙外保温材料的种类从可燃性的方面可分为主要的三类，即可燃类，不燃类和难燃类。可燃类的主要是有机保温材料，其主要包括，EPS 板，XPS 板和PU 板；不燃类的无机保温材料主要包括岩棉、矿物棉和泡沫玻璃；难燃类的有机无机复合材料主要指由有机材料和无机材料按照一定比例加水混合而成的胶粉聚苯颗粒保温浆料。
2、外墙外保温构造分类
按照上述的保温材料的分类，外墙外保温的构造也分为三大类，即有机外墙外保温系统、有机—无机复合型外墙外保温系统和无机外墙外保温系统。第一类有机外墙外保温系统顾名思义，这种方式主要采用有机保温材料，例如上文所述的EPS板、XPS板和PU板等。这种有机外墙外保温系统在工程实际施工时又会根据实际情况的不同采用不一样的施工方式，例如现浇型，薄抹灰型或喷涂型等。这种系统造价便宜，保温效果好，但防火安全性低。第二类复合型保温系统主要采用复合型保温材料，即上文所述有机无机混合型的保温材料，这种系统在构造上以逐层渐变、应力柔性释放的技术解决了其自身由于外界条件变化而容易发生膨胀和收缩变形的问题，避免了因此而导致的裂缝问题，该系统保温隔热性能一般，但防火性能比有机型保温系统要高，且由于其原材料的特性具有更高的可塑性可应用于一些异形墙面，可是其施工难度较大难以掌握。第三类以岩棉等无机保温材料为主的无机外墙外保温系统可以很好的满足高层建筑对外墙保温材料耐久性和防火性的要求，但其保温效果一般且造价较高性价比不高。
三、高层火灾特点及外保温火灾原因
1、高层火灾特点
高层火灾一般具有火势蔓延快，疏散困难和扑救难度大几大特点。由于高层建筑自身的构造特点，一般竖向井道设计较多，如果在设计过程中不能很好的进行防火分隔的设计，将会使这些竖向井道在火灾发生时成为火灾上下蔓延的通道。其次，火灾时电梯禁止使用，这对于楼层较多的高层来说，人员的疏散时间本身便增加了许多，同时高层楼梯较窄小人员更加集中更加加剧了疏散难度。一般高层建筑高达几十米，有些建筑甚至超过一两百米，由于目前消防设施的限制，消防人员所有的水枪射程和云梯高度都不能满足一些较高高层建筑的需要，因此高层失火的扑救难度相当大。
2、外墙外保温火灾原因
外墙外保温火灾的原因主要有以下几点。
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（1）保温材料的可燃性
如要避免外保温系统发生火灾，理论上来说必先从保温材料的选择上降低火灾发生性，尤其应注意保温材料的燃烧性能。目前我国EPS板、XPS板和PU板等有机保温材料由于造价较低保温效果好在市场中占有率最高，高达80%，但这种有机保温材料可燃性高，尤其是在施工现场堆放时稍有不慎极易发生火灾。随着国家进一步推行节能政策，这种可燃性有机保温材料将会有更广的应用范围且厚度也会相应增加，这将会进一步加剧其火灾风险需得引起相关管理人员的重视。
（2）外保温系统防火分区的缺失
建筑防火设计的目的是要在火灾发生后将火灾损失和蔓延区域降到最低。在建筑外墙外保温系统中理应同建筑防火分区一样进行不同防火分区的划分以限制外保温火灾的蔓延。但目前我国大多数外墙外保温系统设计在这一方面都比较缺失，大多数外墙外保温系统都是在建筑的整体外墙上形成了紧紧的贯通包覆态势，丝毫未考虑各层分设防火分区的问题，且这种贯通式包裹形成了外保温系统内部的连续可燃层，使火灾更易蔓延。
（3）施工现场管理的不到位
高层外保温系统的失火很多时候并不是发生在建筑日常使用中，而是发生在建筑施工中。外保温材料一般可燃性较高，如若施工现场管理不到位导致外保温材料在施工现场堆放不合理或者没有专门的防火消防措施极易成为火灾的安全隐患。且外保温材料在施工中通常存在动火立体交叉作业，这些外保温材料在没有进行阻燃面料喷涂前如遇明火极易引燃，因此如施工现场管理对交叉作业未进行严格管理监督则会导致火灾发生。此外，某些工程中保温材料及阻燃材料阻燃性指标不合格也暴露出了施工现场管理的问题，因此必须加强施工现场管理以避免火灾。
四、加强高层外墙外保温的防火措施
1、合理选择保温材料
对于外墙外保温系统是否具有较高的防火性能来说，保温材料的选择才是关键。在目前国内的保温材料的选取中，一般使用聚苯乙烯/发泡橡胶、聚氨酯等等有机材料。但是这类型的材料耐热性不高、并且容易燃烧，在燃烧的时候会伴随大量的有害气体产生。另外，有机材料在高温时（火灾），会产生熔缩，也会引起瓷砖的掉落，导致二次性伤害的产生。最后，外保温墙在出现火灾时，也会影响到建筑的主体结构。所以，外保温材料的选取上，尽量在高层建筑上不要使用有机材料。尽管在使用有机材料之前，可以进行相应的防火阻燃的处理，但是对于评价，并不能够在实际的火灾当中的一证实，这仅仅是对小试样进行研究；就算进行了阻燃的处理，也不代表就不会燃烧，如遇到火势较大的情况，一样会燃烧；阻燃材料成本较高，加之检验具有较高的复杂性，使得其质量难以得到保证；阻燃剂不能减少火灾中浓烟的量，并且部分阻燃剂自身还会产生有害、有毒气体。如果使用有机保温材料，则需要进行如下处理：着手推广无机类材料的使用，例如：膨胀玻化微珠保温浆料、岩棉、玻璃棉等等，但是岩棉与玻璃棉的价格较高，技术不成熟，还不适宜大范围使用。相比，膨胀玻化微珠保温浆料具有更高的经济学和防火性，能够大范围的推广，不过，在施工当中还需要注意质量控制。
2、抓好施工现场管理
抓好建设施工现场的消防安全管理，就应当遵守、执行《建设工程施工现场消防安全标准》。其中，对于使用明火时，需要格外的注意消防安全。在使用明火时，必须办理相应的审批手续，落实好现场的监管人员，在确认好现场情况之后，方可进行施工；施工人员还需要遵守相应消防明文规定，落实安全措施，尤其是对严密高空焊等特殊的环境的保护；对易发生火灾以及火灾后严重的部分，都应当立为重点防范部位实行安全管理。
3、开发适用的无机外墙保温系统
首先是从外保温材料本身的燃烧性能入手，当外墙外保温系统的可燃性低或者传播火焰能力低时一般不易引发严重的火灾问题，但目前我国的无机保温系统造价太高因此应用范围并不广泛，此外由于我国生产技术水平不足，一些无机类保温材料的外保温系统应用技术研究并不完善且无法生产出高质量的保温材料，因此我国必须大力加强无机保温材料外保温系统技术的研发，加强对一些复合型材料的开发研究，旨在研究制造出性价比高，保温效果好且可燃性低的高质量外墙外保温材料。
4、加强高层外墙外保温系统的防火设计
建筑外墙外保温系统材料的阻燃性能高在高层防火中虽然十分最重要但却并不是唯一需要重视注意的措施，另一大防火措施即做好高层外墙外保温系统的防火设计，通过优化其防火构造提高外保温系统的整体防火性能等级。首先需从建筑设计角度进行相关防火设计，例如需避免疏散楼梯靠外墙设计，这样在外保温系统着火时，疏散楼梯将成为火势蔓延的竖井；其次还应考虑到如若建筑体内着火门窗洞口有可能会引燃外墙上的外保温材料，在此考虑下进行相关防火设计。可采取的具体措施包括在门窗洞口周围采用不可燃的外保温材料；加强机械排烟等。
5、加强施工过程和成品保护
在进入了施工现场之后，保温材料应当放置在远离可燃物、火源的地方。并且在放置材料地方明确的标明严禁烟火；在现场，要加强对保温材料的维护，设置足够的用于灭火的器材或设施，保证其完好，为其临时存放提供安全保障；作业范围之内，对于明火的施工要做好严格的处理，就算是施工工艺中允许，也需要及时的处理好界面，达到预期的防火、隔离的效果。在施工过程中，要认真检查，科学、合理地安排施工工序，力争排除火灾隐患，避免与电焊、明火作业等工种交叉作业；当每部位或阶段的作业完毕时，要认真清理现场，仔细检查，将剩余的材料及时退回到库房内，下班之前必须将碎屑、零星保温材料等清除干净;下班离开时必须将电源切断。
总之，对于高层建筑的外墙外保温系统的相关的火灾防范是不容忽视的，作为专业人员，应当充分了解外墙保温材料的优点、学会选取材料、规范外墙的施工组织与管理，并且制定出相应的规范，以提高外墙外保温系统的安全性能。
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【作者简介】陈海涛 1978.5.19 男 辽宁省昌图县 大学本科 项目经理 中级工程师 土木工程 研究方向:工程技术管理
论文作者:陈海涛
论文发表刊物:《低碳地产》2016年9月第17期
论文发表时间:2016/11/9
标签：保温材料论文; 火灾论文; 系统论文; 外墙论文; 外墙外保温论文; 材料论文; 外保温论文; 《低碳地产》2016年9月第17期论文;