建筑外墙外保温系统的防火之道

　　2015年5月29日下午，张家口西坝岗“紫金苑”在建楼盘外墙外保温着火，14人重伤。火灾不久前，2015年5月26日，河南省鲁山县的康乐园老年公寓发生火灾，造成38人死亡。在新的国家规范《建筑规划设计防火规范》（GB50016-2014）实施不到一个月的时间里，发生了两起重大火灾，再次把建筑保温材料的燃烧性能推到风头浪尖。

　　自2008年央视大火和上海胶州教师公寓大火以来，从“46号”文、“65号”文，到“350号令”，和经历多年磨难出台《建筑防火设计规范》，我们对外墙保温火灾的讨论大多局限于保温材料的燃烧分级。近年来出现了各种各样的新材料，取名也是五花八门：阻燃板、防火板、A级板、真金板等等，让人眼花缭乱，但是由于建筑行业及建筑保温从业者对材料燃烧的基本知识的缺乏，并没有根本上减少火宅的发生。保温行业混乱呈现不健康发展。

　　燃烧是自然界十分普遍的一种化学现象，是指可燃物与氧化剂作用发生的放热反应。燃烧过程通常伴有火焰、发光或发烟现象。

　　可燃物、助燃物和火源通常被称为燃烧的三要素。但是，要使燃烧发生还一定要满足其他一些条件，如可燃物和助燃物有一定的数量和浓度，火源要有一定的温度和足够的热量等。

　　由此可见，要杜绝“燃烧”，只要隔绝燃烧三要素中的其中任何一个即可。例如最常见的用水扑灭火焰，即隔绝燃烧物与氧气。

　　因此，简单来说，用难燃或不燃的涂料将可燃物表面（保温材料）封闭起来，避免可燃物直接与空气的接触，也可以使其呈现出难燃或不燃的特征。

　　对于材料本身，人们一直试图提高材料的阻燃性能，进而减少火灾风险的可能性。

　　材料的阻燃是指可燃物体通过特殊方法处理后，物体本身就具有防止、减缓或终止燃烧的性能。物体的防火则是通过某种方法，使可燃物体在受到火焰侵袭时不会快速升温而遭到破坏。

　　可见，阻燃的对象是材料本身。而防火的对象是别的需要被保护的物体，如通过在钢材表面涂覆一层难燃涂层以此来实现钢材的防火。

　　阻燃剂在燃烧过程通过发挥下列作用而使物体达到阻燃：（1）捕捉自由基；（2）吸收热量；（3）覆盖作用；（4）稀释作用；（5）脱水碳化作用。

　　溴系阻燃剂是目前世界上产量最大的阻燃剂之一，最大的作用机理是在火灾初期较低温度下迅速分解，然后快速捕捉燃烧反应中的自由基H·和HO·，因而具有较高的阻燃效率。

　　聚苯乙烯泡沫塑料一般添加溴类阻燃剂，这类阻燃剂分解温度在200度左右，泡沫板在最初的火源作用下，由于阻燃剂的作用可能没办法燃烧（也有一定的可能燃烧），但是熔化生成的油状物后，其中的阻燃剂已经消耗殆尽，不具有阻燃性能。

　　聚苯乙烯的燃烧热为40.18kJ/g，属于燃烧热比较高的物质，火焰温度高达2210度，温度和热量不断把火焰周围的聚苯乙烯加工成燃料，随着燃烧范围的逐步扩大，很多杂物都可能会成为灯芯。火势慢慢的变大，逐步演变成大火。

　　热固性改性EPS是采用防火物质包裹单颗EPS颗粒，并成型为块状板材。热固性改性EPS 在受到外部火源攻击后，首先EPS颗粒也会熔化甚至燃烧，但是每个颗粒熔化在自己的颗粒空间里，体积约是原来的1/50，被包裹它的防火物质吸收，不会形成大量的油状物，也就无法引起火焰的传播。更重要的是，产生的蜂窝状的无机物不仅能阻止火焰和热量传播，还阻止空气和相邻泡沫的接触，外部有限火源影响到一定的深度后，由于没足够的温度和氧气，燃烧无法进一步进行下去。

　　综上所述，热固性EPS在有限外部火源的作用下，产生一定厚度的蜂窝状无机物，隔绝了空气和外部火源，从而结束了燃烧反应。这是一个典型的从微观结构层面上的防火构造。

　　从微观上看，绝大多数可燃物质的燃烧并不是物质本身在燃烧，而是物质受热分解出的气体或液体的蒸汽在气相中的燃烧。如果物体具有防火功能，例如复合板，热源（例如电焊火花或焊渣）的热量维持的时间有限，不能快速的透过无机物加热可燃物达到分解的温度，也就不能引起燃烧。

　　从氧化剂的角度看，复合板无机材料层有效地隔绝了空气。例如1200mm*600mm*30mm的复合保温板，覆盖面积达1.44平方米，占表面积的93%，包裹后的有机保温板面几乎不跟空气非间接接触，在电焊等小火源的作用下，燃烧几乎不可进行。

　　作为一种特殊的复合板，保温装饰一体化系统占外墙保温系统的5%，已具有十几年的工程应用经验，从百度的搜索出来的结果来看，就没有发生火灾的报道。说明复合板的防火构造是有效的。这是一个典型的中观防火构造的成功案例。

　　中华人民共和国新的《建筑防火设计规范》中，要求当使用B1级保温材料时首层抹灰厚度达到15mm，其它层要求不低于5mm，并且要求每层做交圈的防火隔离带。通过抹灰层、无机的防火隔离带以及无机的基层墙体，360度全方面覆盖了有机保温板表面，隔绝了空气和保温板的接触，让燃烧不能继续。当然在外部火源相对来说还是比较大时，需要覆盖层有足够的稳定性才能持续一段时间有有效，因此对抹灰层有厚度的要求。这正是宏观上的防火构造。

　　除了从构造上充分的利用燃烧三要素，把火灾风险降到最低外；在材料的运输、存放、施工和成品保护所有的环节，也能够最终靠加强管理降低火灾风险。

　　以北京市区域标准《外墙外保温工程项目施工防火安全作业规程》（DB11/729-2010）为例，除了规定保温材料的燃烧性能外，它着重强调了施工防火。从施工准备、材料堆放、施工防火要点、成品保护四个过程做出了具体防火管理要求，用简单的管理手段降低火灾风险。

　　笔者认为该管理办法简单实用、可操作强、接地气、符合燃烧的基础原理，值得推广采用。遗憾的是，国家和行业及其他省市并没有规模化效仿北京市，推出相应的管理规定。

　　上述提到的张家口西坝岗“紫金苑”在建楼盘外墙外保温着火，从视频资料看，建筑从底层到顶层全部贴完保温板，但没有及时抹灰覆盖！如果合理设计实施工程的方案、做好工序之间的衔接、及时抹灰，把保温材料的面积控制在小范围内，可以极大降低火灾风险，即使若发生火宅，也可以把损失降低。

　　综上所述，单纯地从保温材料燃烧性能分级的角度，来确定外墙外保温系统的防火性能并不是完全合理的，现实的工程实践和市场反应也走入了死胡同。建筑防火应该从燃烧的基础原理出发，对材料、构造和施工管理等每个方面综合考评，而不是仅仅围绕材料（可燃物）一个要素研究。

　　防火的措施多种多样，具体选择哪种措施，需要结合现实的经济、技术和社会持续健康发展水平等因素综合决定，别一味地追求所谓的材料先进性，很多基本的技术和施工管理手段也相对更容易推广使用。

　　中华人民共和国国家标准《建筑材料和制品燃烧性能分析方法》（GB8624-2012）通过种种燃烧试验，对各种保温材料的燃烧性能进行分类。

　　然而这种燃烧分级仅仅表明不一样的材料在相同的特定条件下对火（清洁火源）的反应，实验结果并不能完全表明真实火灾中的行为。因为在所规定的试验条件下，很多外因（通风、热效应、周边可燃物体、不同物体相对位置、几何因素等）没有定量考虑，为了包括这些影响，建议进行大型试验，以便能更接近实际地评估材料的火灾危险性。

　　当然，材料肯定对系统的耐火性是有影响的，但在某些情况下，系统中的一种材料可能会保护另一种材料；而在另一些情况下，系统中的一种材料则可能点燃另一种材料。例如，一种阻燃性很好的地毯，如果在它下面衬以可燃的橡胶垫，则后者将是点燃地毯的根本原因。所以，更实际的防火试验需要检验总系统对一定火源的耐火性。

　　《建筑外墙外保温系统的防火性能测试方法》（GB/T29416-2012）提供了目前为止外墙外保温领域内最大型的系统防火性能测试方法。本标准适用于安装在建筑外墙上的非承载外保温的防火性能测试，需要从5个方面做检查并记录，从9个方面的现象判定试样的防火性能。假如慢慢的出现9个现象中的任意一个，则判定该试样防火性能不合格，否则判定合格。

　　外墙外保温是一个系统工程，不能用单一保温材料的燃烧性能分级判定系统的防火性能，GB/T29416-2012的出台，是基本理论的重大实践，它实际模拟了系统在外部火源的反应。

　　遗憾的是，绝大多数有多年保温行业从业经历的人，仍然着眼于保温材料的燃烧性能分级，并没有把视野拓展到综合的系统防火性能上去。