建筑能耗在人類的整個能源消耗中一般要占到30%—40%，因此建筑節(jié)能意義重大，是我國節(jié)能工作的重要組成部分。而做好屋頂和圍護結(jié)構(gòu)的保溫與隔熱，減少通過屋頂和圍護結(jié)構(gòu)造成的能源損失則是其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
與其他墻體保溫形式相比，外墻外保溫系統(tǒng)具有諸多明顯的節(jié)能優(yōu)勢。因此，在我國的建筑節(jié)能中必然要采用外墻外保溫措施。然而，近年來國內(nèi)接連發(fā)生了多起與建筑外墻保溫材料有關(guān)的火災(zāi)事故，其中包括*新址北配樓火災(zāi)、上海膠州教師公寓火災(zāi)、沈陽皇朝萬鑫酒店火災(zāi)等重特大火災(zāi)事故。事實表明，外墻外保溫系統(tǒng)存在一定的引發(fā)建筑火災(zāi)的危險，必須給予充分的重視。
對于建筑節(jié)能與防火安全，應(yīng)統(tǒng)籌考慮、系統(tǒng)研究、合理兼顧，一定要確保建筑節(jié)能事業(yè)安全地發(fā)展下去。
墻體外保溫材料的技術(shù)現(xiàn)狀
我國實行建筑節(jié)能初期，主要采用無機保溫漿料。隨著節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，出于保溫隔熱的功能性需要，外墻外保溫系統(tǒng)的保溫材料經(jīng)歷了從無機到有機的跨越。同時，外墻外保溫形式也逐漸得到了廣泛的社會應(yīng)用。
外墻外保溫應(yīng)用的保溫材料包括以下三類：
1. 無機類保溫材料，如膨脹?；⒅楸貪{料、巖棉、玻璃棉等。
2.有機—無機復(fù)合保溫材料，如膠粉聚苯顆粒保溫漿料等。
3.有機高分子保溫材料，如EPS（模塑聚苯板）、XPS（擠塑聚苯板）、硬泡聚氨酯、酚醛泡沫等。
由于無機保溫材料存在著板材強度低、吸水性強、面層容易開裂，尤其是吸水后導(dǎo)熱系數(shù)增大等缺點，故其應(yīng)用范圍受到限制。目前，我國的保溫材料仍以有機高分子保溫材料為主，總體用量在80%以上。其中，聚苯板薄抹灰體系又占有較大的應(yīng)用比例。
有機保溫材料本身具有一定的可燃性，因此采用了有機保溫材料的外墻外保溫系統(tǒng)客觀上存在著一定的火災(zāi)風(fēng)險。這種火災(zāi)風(fēng)險具體表現(xiàn)在以下兩個方面：
1.點火性，即在有火源或火種的條件下，系統(tǒng)是否能夠被點燃或引起燃燒的產(chǎn)生，這是對系統(tǒng)自身的燃燒性能要求。
2.傳播性，即當(dāng)引起燃燒或發(fā)生火災(zāi)時，系統(tǒng)是否具有傳播火焰的能力，這是對系統(tǒng)抵抗外部火源攻擊的能力或抗火性能要求。
對外墻外保溫系統(tǒng)的防火安全性能要求，具體體現(xiàn)在對高分子發(fā)泡材料的燃燒性能要求和對系統(tǒng)構(gòu)造的抗火能力要求兩個方面。
與其他的保溫材料相比，有機泡沫塑料的導(dǎo)熱系數(shù)明顯要低得多，因而具有*的保溫隔熱效果。雖然它們的燃燒性能不能令人滿意，但目前如果大幅度地提高其阻燃性指標(biāo)，從技術(shù)角度看尚不具備條件；從生產(chǎn)成本的角度看也不符合中國的國情。因此，就中國的節(jié)能需求和保溫材料應(yīng)用技術(shù)現(xiàn)狀來看，聚苯乙烯和硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料仍將是當(dāng)前及今后一段時期內(nèi)外墻外保溫材料領(lǐng)域的主流產(chǎn)品，短時間內(nèi)無法被取代。我們現(xiàn)在迫切要做的就是在外墻外保溫材料現(xiàn)有燃燒性能的基礎(chǔ)上，采取有效的措施減少建筑外墻外保溫火災(zāi)的發(fā)生，使建筑節(jié)能與防火安全的問題得到的解決。
與此同時，要抓緊進行新產(chǎn)品、新系統(tǒng)的開發(fā)，進一步提高外墻外保溫系統(tǒng)的防火安全水平。目前，國內(nèi)已進行了幾種新型的改性有機外墻外保溫材料的研究開發(fā)工作，取得了一些進展。如對EPS保溫板進行改性，降低其受熱后熔融、滴落的問題，現(xiàn)已開發(fā)出較為成熟的產(chǎn)品；又如采用無機膨脹顆粒保溫材料對硬泡聚氨酯進行阻燃改性，以提高外墻外保溫材料的燃燒性能。zui近兩年來，我國也進行了巖棉抹灰類外墻外保溫系統(tǒng)的研究應(yīng)用工作。這些新產(chǎn)品的工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用將大大改善外墻外保溫的防火問題，提高外墻外保溫系統(tǒng)的防火安全性能。
國外外墻外保溫材料的應(yīng)用及規(guī)范防火要求
EPS薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)在歐美已應(yīng)用了幾十年，技術(shù)上十分成熟，至今仍占據(jù)著主要的地位。2009年，德國市場EPS的份額占82%，巖棉系統(tǒng)占15%，其余系統(tǒng)占3%—4%;2009年，英國市場EPS系統(tǒng)占60%、巖棉系統(tǒng)占25%，其他系統(tǒng)占15%。美國的EPS*目前沒有確切的數(shù)據(jù)，但據(jù)介紹有42層高層建筑應(yīng)用EPS系統(tǒng)做外墻外保溫的工程實例。
由此可見，我國外墻保溫材料的應(yīng)用趨勢與國外大致相同，即有機保溫材料都得到了廣泛的使用，EPS薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)擁有zui廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ)。通過調(diào)研得知，國外安全應(yīng)用外墻外保溫的成功之處在于，針對外墻外保溫材料和外墻外保溫系統(tǒng)的防火性能提出了適當(dāng)?shù)募夹g(shù)指標(biāo)和評價體系，并且針對不同的外墻外保溫系統(tǒng)進行了相應(yīng)的防火構(gòu)造措施的應(yīng)用研究工作。
在歐美外墻外保溫技術(shù)應(yīng)用先進的國家，都要求對外墻外保溫系統(tǒng)的保溫材料和系統(tǒng)進行綜合的防火性能評價；對包括構(gòu)造措施在內(nèi)的整個外墻外保溫系統(tǒng)，采用大尺寸模型火試驗評價其在實際使用狀態(tài)下阻止火焰蔓延的能力，即驗證系統(tǒng)整體構(gòu)造的防火性能。例如，歐盟的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)要求外墻外保溫系統(tǒng)的燃燒性能等級應(yīng)為A1、A2、B或C級；對于由聚苯乙烯或聚氨酯制成的外墻外保溫系統(tǒng)，應(yīng)該單獨證明其保溫材料至少滿足E級（B2級）的要求；由于防火構(gòu)造在燃燒性能試驗中不能被測試，應(yīng)根據(jù)各個國家的規(guī)定確定是否需要進行大尺寸試驗。英國根據(jù)建筑的高度、類別以及間距的不同，對外墻材料的燃燒性能分別提出了不同的要求，建筑外墻材料的燃燒性能等級應(yīng)滿足規(guī)范要求。此外，也可以選擇進行BS 8414（防火阻燃測試）的大尺寸試驗，按照BRE多層建筑外墻外保溫防火性能報告（BR 135）進行性能判定，通過該項試驗以后，系統(tǒng)在建筑上的使用沒有高度限制。德國規(guī)定建筑材料至少是可燃性的，易燃材料不得使用；建筑組件通常情況下必須是不燃或難燃的；薄抹灰體系從整體上被視為一種建筑材料或者一種建筑類型；在系統(tǒng)認(rèn)證中，對用于7—22米和22米以上建筑的保溫系統(tǒng)需進行大尺寸試驗，通過認(rèn)證的系統(tǒng)才能在建筑中使用。美國同樣對外墻外保溫材料的燃燒性能和保溫系統(tǒng)的防火性能進行綜合評價，明確規(guī)定通過大尺寸試驗后的系統(tǒng)可以應(yīng)用于任何高度的建筑。
正是因為有了這些嚴(yán)格、適用的規(guī)定，使外墻外保溫的設(shè)計、開發(fā)、施工、使用者做到心中有數(shù)、有規(guī)可循，并且嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范的要求，因此才大大降低了外墻外保溫火災(zāi)發(fā)生的危險及其造成的損失。
我國外墻外保溫防火的技術(shù)研究和要求
我國對外墻外保溫防火的研究工作開展得較晚，目前建筑防火規(guī)范中尚無針對建筑節(jié)能保溫的專項防火設(shè)計要求。在外墻外保溫系統(tǒng)的產(chǎn)品或工程標(biāo)準(zhǔn)中，雖然對防火問題有所關(guān)注，但限于缺乏基礎(chǔ)研究的支持，也僅能從保溫材料的燃燒性能上進行了要求，或僅提出了很原則、籠統(tǒng)的要求，而沒有詳細、具體的說明。這些標(biāo)準(zhǔn)包括《膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)》（JG 149—2003）、《膠粉聚苯顆粒外墻外保溫系統(tǒng)》（JG 158—2004）、《外墻外保溫工程技術(shù)規(guī)程》（JGJ 144—2005）等。
中國建筑科學(xué)研究院建筑防火研究所自2004年開始關(guān)注外墻外保溫的防火問題，并著手進行外墻外保溫的防火研究工作。特別是自2006年以來，與外墻外保溫行業(yè)的科研、設(shè)計、施工、管理和系統(tǒng)生產(chǎn)企業(yè)一起，聯(lián)手進行外墻外保溫系統(tǒng)防火安全的研究工作。通過大尺寸模型火試驗來研究和評價外墻外保溫系統(tǒng)的防火性能，先后興建了6個火災(zāi)模擬試驗基地，累計進行了數(shù)十次大尺寸模型火試驗和兩次實體建筑火災(zāi)試驗。針對外墻外保溫系統(tǒng)存在的防火問題，從國內(nèi)外外墻外保溫應(yīng)用技術(shù)基本情況的調(diào)研入手，在試驗研究、調(diào)查分析、工程實踐等方面進行了廣泛、深入和持續(xù)的研究。
經(jīng)過近8年的研究，中國建筑科學(xué)研究院建筑防火研究所項目組從施工管理、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、技術(shù)措施和工程應(yīng)用等方面，提出了外墻外保溫防火的系統(tǒng)解決方案，形成行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)導(dǎo)則、研究報告、、文章等多樣化的研究成果，其研究成果在多方面取得了突破和創(chuàng)新。
通過研究國內(nèi)外墻外保溫火災(zāi)事故發(fā)生的原因及時段，參與編制完成了*部外墻外保溫施工防火地方標(biāo)準(zhǔn)。通過對國外防火規(guī)范、防火試驗方法標(biāo)準(zhǔn)及外墻外保溫應(yīng)用技術(shù)的調(diào)研，確立了采用英國BS 8414窗口火試驗方法進行外墻外保溫系統(tǒng)防火性能試驗和評價方法的技術(shù)路線，并編制完成了*部外墻外保溫系統(tǒng)窗口火試驗及評價方法標(biāo)準(zhǔn)。同時，在國內(nèi)進行了帶防火構(gòu)造的外墻外保溫系統(tǒng)窗口火試驗，在國內(nèi)進行了外墻外保溫系統(tǒng)（帶隔離帶）的實體建筑模擬火災(zāi)試驗。在防火試驗實踐和對國外防火技術(shù)研究總結(jié)的基礎(chǔ)上，該研究所提出了擋火梁、防火隔離帶、保護面層、空腔隔離等構(gòu)造措施的作用機理；提出了外墻外保溫材料燃燒性能等級與外墻外保溫系統(tǒng)防火構(gòu)造相結(jié)合，以實現(xiàn)提高外墻外保溫系統(tǒng)防火安全性能水平的外墻外保溫系統(tǒng)整體防火的技術(shù)理念。該項研究了我國外墻外保溫防火技術(shù)的發(fā)展，推動了我國外墻外保溫防火技術(shù)的進步，為我國對于防火問題的決策和制定外墻外保溫防火政策、標(biāo)準(zhǔn)提供了重要參考。
此外，*部四川消防研究所也利用該研究所現(xiàn)有的實體建筑，研究了外墻外保溫系統(tǒng)的防火性能；*部天津消防研究所自2009年也開始進行外墻外保溫系統(tǒng)的大尺寸窗口火試驗。經(jīng)過多年的積極探索和對*進技術(shù)的借鑒，目前我國外墻外保溫技術(shù)已取得了豐富的研究成果。
2009年9月25日，*部與*聯(lián)合下發(fā)了《民用建筑外保溫系統(tǒng)及外墻裝飾防火暫行規(guī)定》（公通字〔2009〕46號），在我國提出了在外墻外保溫系統(tǒng)中設(shè)置防火隔離帶的要求。
2011年12月30日，*發(fā)布《關(guān)于加強和改進消防工作的意見》（國發(fā)〔2011〕46號），提出“新建、改建、擴建工程的外墻外保溫材料一律不得使用易燃材料，嚴(yán)格限制使用可燃材料等明確要求，并責(zé)成*會同有關(guān)部門抓緊修訂相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，加快研發(fā)和推廣具有良好防火性能的新型建筑保溫材料，采取嚴(yán)格的管理措施和有效的技術(shù)措施，提高建筑外墻外保溫材料系統(tǒng)的防火性能，減少火災(zāi)隱患"。
2012年11月1日，*發(fā)布了第1517號公告，批準(zhǔn)《建筑外墻外保溫防火隔離帶技術(shù)規(guī)程》為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，編號為JGJ289—2012，自2013年3月1日起實施。
2012年12月31日，*、*批準(zhǔn)GB/T 29416—2012《建筑外墻外保溫系統(tǒng)的防火性能試驗方法》為國家標(biāo)準(zhǔn)，于2013年10月1日起實行，為評價外墻外保溫系統(tǒng)的防火性能提供了統(tǒng)一的試驗方法。
2015年即將執(zhí)行的《建筑設(shè)計防火規(guī)范》中明確了建筑外墻外保溫系統(tǒng)的防火要求，較全面地規(guī)定了外墻外保溫防火的具體技術(shù)內(nèi)容。
外墻外保溫系統(tǒng)的防火安全關(guān)系到人們的生命和財產(chǎn)安全，目前眾多企事業(yè)單位、業(yè)內(nèi)專家和政府*門積極參與、共同研討，積累了豐富的試驗數(shù)據(jù)，取得了一些階段性的研究成果。以這些成果為基礎(chǔ)，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布實施和相關(guān)應(yīng)用研究工作的開展，將對我國外墻外保溫防火技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生重大的指導(dǎo)意義和推動作用，并將使我國外墻外保溫系統(tǒng)的防火安全性能得到保證和提高，建筑節(jié)能與消防安全得到合理兼顧。
墻體保溫技術(shù)的發(fā)展與技術(shù)建議
解決外墻外保溫的防火問題，可以從提高保溫材料的燃燒性能等級和增加外墻外保溫系統(tǒng)的防火構(gòu)造措施兩方面入手。通行的做法是，如果外墻外保溫材料的防火性能好的話，則對保護層和構(gòu)造措施的要求可以相對低一些；如果外墻外保溫材料的防火性能差的話，則要采用好的構(gòu)造措施，對保護層的要求相對也高一些，總體上兩者應(yīng)該是平衡的?；谶@一思想，目前解決我國外墻外保溫防火安全的主要途徑應(yīng)是采取構(gòu)造防火的形式，這是適應(yīng)我國國情和外墻外保溫應(yīng)用現(xiàn)狀的一種有效的技術(shù)手段。
在國內(nèi)現(xiàn)有外墻外保溫工程火災(zāi)中，大部分發(fā)生在施工過程中。主要原因在于施工過程中有機保溫板裸放，施工現(xiàn)場的防火安全管理措施不到位等因素。為此，要區(qū)分不同的情況，根據(jù)不同系統(tǒng)外墻外保溫材料的情況和構(gòu)造做法，相應(yīng)采取科學(xué)、適度、有效的防火構(gòu)造措施，整體提高外墻外保溫系統(tǒng)的防火性能，這是目前解決外墻外保溫系統(tǒng)防火問題的主要手段。對建筑外保溫系統(tǒng)防火的具體建議如下：
1.區(qū)分施工過程中的火災(zāi)與使用過程中的火災(zāi)。我國外墻外保溫火災(zāi)的調(diào)查結(jié)果表明，大部分火災(zāi)是發(fā)生在施工階段的，因此應(yīng)加強施工現(xiàn)場的管理，而不是單一的要求提高有機保溫材料的燃燒性能等級。
2.幕墻保溫體系的火災(zāi)與抹灰類保溫體系的火災(zāi)風(fēng)險不同。*新址北配樓火災(zāi)和沈陽皇朝萬鑫酒店火災(zāi)都是幕墻結(jié)構(gòu)火災(zāi)，與我們通常意義上的外墻外保溫火災(zāi)不同。幕墻保溫的防火應(yīng)有更嚴(yán)格的規(guī)定，并且是今后研究的重點。采用不燃材料是一種解決措施，但還應(yīng)結(jié)合空腔分隔措施，才能保證整體防火安全。
3.解決我國外墻外保溫系統(tǒng)的防火問題，從根本上講要提高和改進保溫材料的耐燃性能。在目前可燃類保溫材料無法退出市場的情況下，必須保證材料的燃燒性能不低于B2級，這是外墻外保溫系統(tǒng)防火的基礎(chǔ)。
4.增加防火構(gòu)造可有效地提高外墻外保溫系統(tǒng)的防火性能，這是目前解決外墻外保溫系統(tǒng)防火問題的主要措施。材料防火與構(gòu)造防火相結(jié)合，才能保證外墻保溫在建筑節(jié)能與消防安全間尋得平衡，使兩者協(xié)調(diào)發(fā)展，保證國家節(jié)能減排目標(biāo)的順利實現(xiàn)。
5.對不同類型和高度的建筑所采用的外墻外保溫材料和構(gòu)造系統(tǒng)應(yīng)有不同的要求。
6.當(dāng)采用的外墻外保溫材料燃燒性能指標(biāo)較低時，可通過強化構(gòu)造防火的方式彌補。例如，加強隔離帶、加設(shè)防火玻璃窗等，以實現(xiàn)系統(tǒng)整體安全的目標(biāo)。
7.如何區(qū)別對待不同防火等級的外墻外保溫系統(tǒng)是我們面對的一個新問題。因此，必須盡快建立一套完整的外墻外保溫構(gòu)造及配套材料的防火性能測試方法與評價標(biāo)準(zhǔn)。
外墻外保溫技術(shù)發(fā)展的目標(biāo)應(yīng)是在滿足節(jié)能減排要求的同時，集保溫、防火、裝飾等多功能于一體，并且與建筑同壽命，zui大限度地實現(xiàn)“四節(jié)一環(huán)保"的新型建筑發(fā)展理念。
