既有建筑外保温材料坠落原因分析研究

纵 斌 Zong Bin 田 炜 Tian Wei

0 引言

随着城市化进程的不断推进，密度更高、更浓缩的城市成为目前的发展趋势，上海的高层建筑从20世纪80年代的100余幢增加到目前的30 000幢以上。随着建筑数量的增多和居住者对舒适性要求的提高，建筑节能问题逐渐被提上日程。从2000年起，上海市《住宅建筑节能设计标准》《公共建筑节能设计标准》等逐步实施，对住宅、公建的保温要求逐步明确；从2005年起，国家标准《公共建筑节能设计标准》出台，外墙保温成为建筑中的强制设计内容。从2006年起，外墙外保温进入全面应用阶段，以模塑板、挤塑板、聚氨酯系统等为代表的有机保温材料，由于其出色的保温隔热性能而被广泛应用于各类建筑外保温工程中；2012年，由于早期的保温材料防火性能不佳，外保温材料逐步过渡到以无机保温砂浆为代表的无机类保温材料；近年来，岩棉、泡沫玻璃等新型保温材料逐渐成为主流。

外保温材料在起到良好节能效果的同时，一些弊端也逐渐暴露出来，外保温材料坠落事故的发生成为人们关注的焦点，时常见诸报端或成为互联网上热议的话题。由于外保温及饰面材料质量重、位置高，从高层建筑坠落后产生的能量惊人，构件直接坠落或碰撞溅射后对行人、车辆等造成巨大危害，甚至成为台风等自然现象的次生灾害，严重威胁人民群众生命和财产安全。与此同时，现有高层建筑的保温材料品种多样，外饰面施工方法众多，已颁布的技术标准对保温材料在长期使用条件下的耐久性和安全问题认识不足，使用阶段缺乏对外保温及饰面材料的安全检查机制，已经成为行业内的一大困惑。随着既有高层建筑外保温材料使用时间的不断增长，其安全性能应引起足够重视，外保温系统坠落问题的防范迫在眉睫。

1 建筑外墙外保温材料坠落事故统计与分析

由于外墙外保温系统直接与室外环境接触，因此，受力状况复杂。其自身性能受到大风、高温、雨水、地震以及由于墙体结构、撞击效应、耐久性等因素的影响，同时，由于施工过程中的施工偏差、质量问题以及维修维护不当等原因，易对外墙外保温体系造成影响，导致脱落事故发生。本课题广泛收集上海市近5年发生的典型外保温及饰面脱落事故20起，典型事故的照片如图1所示。

通过对案例进行分析，上述保温材料坠落事故中，主要包括无机保温砂浆、XPS保温板、岩棉保温板、干挂式外保温等四种形式，对20例项目所采用的保温形式进行统计（图2），其中，无机保温砂浆发生的坠落事故最多，占到事故总量的80%。

通过对坠落事故原因进行分析（图3）显示，施工措施不当是导致事故发生的最主要原因。由于大量外保温材料坠落项目采用无机保温砂浆保温形式，因此无机保温砂浆基层处理不符合标准要求、施工间隔过短、保温颗粒与黏接材料比例配合不佳等成为最直接的原因。

图1 典型外保温材料坠落事故

对坠落情况发生时的状况进行分析，有85%（17例）在大范围脱落前发生了空鼓、裂缝、渗水等缺陷，部分项目的缺陷类型不止一种，50%（10例）项目外保温材料发生过小范围脱落或保温外饰面面砖脱落的现象，仅有10%（2例）事故事前并无明显征兆，完全由台风诱发。据此分析，坠落事故的发生除受台风等极端天气影响之外，多由外墙缺陷诱发。空鼓、裂缝等缺陷受到雨水侵蚀、风力作用等影响，会进一步扩展，从而导致保温材料坠落等严重事故的发生。

古小英、张超在2015年台风“灿鸿”过后，对上海市保障性住房进行了质量问题分析[1]，研究发现，所调研的45个项目中31%（14项）存在外保温缺陷；所有项目中86.7%（39项）采用无机保温砂浆作为外保温材料，其中的11项存在一项或多项缺陷问题，所占的比重最大，基本与本文调研结论一致。

图2 保温材料坠落事故所采用的外保温形式分析图

图3 保温材料坠落事故主要原因分析图

2 建筑外墙外保温材料坠落原因分析

通过对上述调查案例进行分析，同时综合文献资料，分析外保温材料坠落的主要原因包括以下几点。

2.1 材料因素

材料因素包括保温层外部的饰面层材料、抗裂层材料（抗裂砂浆和增强网）、聚苯板及黏接材料质量、聚合物砂浆质量和锚固件因素等。饰面层（尤其是采用面砖时）与保温材料的匹配程度，是否采用满足拉伸强度的耐碱比例纤维网，保温板与黏接材料的质量控制，聚合物砂浆的质量控制是可能造成后期出现缺陷的重要影响因素。调研案例中，出现了因耐碱网格布抗拉拔试验不符合要求以及岩棉保温板自身断裂而导致的事故。倪浩群在文献中提到，上海市工程建设规范《无机保温砂浆系统应用技术规程》（DG/TJ08-2088—2011）规定：当外墙采用涂料饰面且高度大于60m以上的墙面应设置塑料锚栓进行加固[2]。但是，经调研发现，目前外墙出现空鼓、脱落的一批18层住宅(建筑高度低于60m)，墙面都未设置塑料锚栓进行加固。

2.2 设计因素

设计师的设计失误、对建筑使用环境和不同建筑材料匹配程度的不了解，一定程度上会导致使用过程中出现隐患。调研中，某公建项目采用干挂式外墙外保温系统，由于相邻建筑间设计垂直沉降缝宽度不足导致外立面石材受挤压而导致断裂坠落。另一个项目中，设计人员在挤塑保温板外侧直接使用自重较大的瓷砖饰面，而非国外常采用的涂料饰面，且未采取相应构造措施而导致坠落发生。

2.3 施工因素

施工因素涉及到的方面较为广泛，主要体现在无机保温砂浆现场拌合和施工质量差，基层平整度、基层强度和基层清理质量不佳，玻璃纤维网格布施工不当，窗台、阳台、雨篷、挑檐、落水口、女儿墙等特殊部位处理不当，保温板粘贴不牢，以及施工环境控制不良等方面。在坠落事故发生最为频繁的无机保温砂浆项目中，玻化微珠等保温颗粒与黏结材料的比例配合不佳、吸水率不合格、施工厚度过厚且未采取加强措施成为导致坠落事故发生的最主要因素。

2.4 外力作用因素

上海作为沿海城市，基本风压系数很高，尽管在设计时会考虑风压对外保温材料使用性能的影响，但由于多种因素影响下外保温材料会出现使用缺陷，台风往往成为隐患暴露的诱发因素，导致坠落事故的发生。此外，建筑外表面粉刷、维护时的施工撞击，业主加装花架、防盗窗、空调室外机时的钻孔作业也会破坏外保温系统的整体性，诱发外保温材料坠落事故的发生。

3 建筑外墙外保温材料坠落隐患防范建议

基于上述调研和分析，多数外保温材料坠落事故在发生前已有所征兆，通过制定合理的监管模式并确立监管人员，发现隐患后及时进行相应的检测和鉴定程序，并按规定进行修缮处理，可以杜绝大部分隐患。本文在对近年来上海市建筑外墙外保温材料坠落事故统计与原因分析的基础上，梳理了外墙外保温系统相关的法律法规、技术标准体系，提出以下防范建筑外墙外保温材料坠落发生的建议。

（1）完善现行标准体系，明确使用环境和使用标准。建议针对上海市外墙外保温使用现状，通过立项长期跟踪性研究课题，分析现有外保温体系随使用年限增长的坠落事故发生规律，对于确属保温材料性能原因或安全性能不易保证的（如无机保温砂浆外墙外保温系统），应明确使用限制条件或禁止使用。同时，加强事故频发位置的构造要求，重视对保温材料耐久性的研究，并及时根据研究结果修编相应标准。建议在标准中对不同外墙外保温系统按使用安全性、防火安全性、耐候性能进行分级，确定不同外墙外保温系统的使用范围，包括使用高度、环境条件以及适用的外饰面装饰等内容。

（2）强化建设保修责任，完善数据库建设。建设单位对于外保温体系的正常使用需承担保修责任，在建设单位保有建筑物产权的情况下，建设单位还应承担业主的角色。现有工程质量管理条例、建筑工程质量保修办法中并没有明确对于外墙外保温及其饰面保修责任的年限，同时，对于保修金用于外保温维护、修缮的使用条件和使用年限并不明确。建议建设主管部门通过修订相关管理办法，明确建设单位对于外墙外保温的保修年限（建议不小于5年），同时应鼓励企业高于设计标准进行设计和修缮，提高外保温及饰面的耐久性。鼓励企业对自身保温产品及修缮服务承担更长的保修期，提高对外保温系统的保修期限，甚至终身保修。同时，结合智慧城市和“大数据”建设，建议建设主管部门加强对既有建筑外保温系统的档案管理，完善从立项、勘察、设计、施工、竣工验收及投入使用后的修缮等全寿命周期信息，逐步建立全市建筑物外保温及饰面使用及管理的数据系统，便于今后的分类管理和分类监测。

（3）加强物业管理与法律诉讼。物业管理作为既有建筑外保温保修期之后维护工作的主要负责方，对外保温材料坠落问题的预防和控制将起到巨大作用。建议：①加强物业管理的规范性和可操作性，同时赋予物业部门一定的权利，监管、制止甚至处罚在既有建筑使用过程中的不规范行为，对于使用方违规装修、违法加建加装影响重大的，必要时提起法律诉讼；②通过研究并颁布上海市《外墙保温坠落问题的管理细则》，明确物业对既有建筑外保温系统的保修和维护责任、日常维护与检修流程、安全性鉴定方法，明确政府的监督管理措施，为物业程序化和规范化管理提供依据；③研究可能出现的责任不明事故的保险补偿机制。通过形成外保温及饰面坠落安全问题的意外保险机制，明确物业管理部门可以利用住宅物业保修金、住宅维修基金、建筑物安全专项资金和建筑物安全贷款计划等多方筹款的一部分，为所负责的既有建筑投保意外险及责任险，作为发生外保温材料坠落事故后的补偿和修缮金。对于已经发生的外保温材料坠落事故造成人员和财产损失，超过保修期限且责任不明的，物业部门可充分利用保险金进行补偿。

（4）形成日常监测、定期检测与灾后强制性检测机制。①通过细分不同建筑物所有权类型，明确特定既有建筑外保温及饰面安全维护责任人的确定方法，将既有建筑外保温及饰面的日常安全维护责任落实到人。外保温安全维护责任人应定期观察外保温材料有无脱落、起拱等异常现象，必要时委托具有资质的第三方检测机构检测鉴定；②根据外保温系统的使用年限，依据《建筑外墙外保温系统修缮标准》（JGJ 376—2015）中对于检测周期的规定，委托具有检测资质的第三方机构进行检测。定期检测可首先采用外观检查方式进行，对于检查异常的外墙，根据程度不同，可依次进行红外热像检查、小锤敲击检查，直至采用破损检测方法，明确缺陷程度，并由检测单位出具检测报告报政府主管部门备案，必要时由物业部门组织修缮；③形成既有建筑外保温的灾后强制检测机制。在遭遇台风、地震等影响后，政府主管部门应通过灾害评估，确定需进行灾后强制检测的建筑类型。灾后强制检测可由物业管理部门委托政府认可的检测单位进行，由检测单位出具检测报告报政府主管部门备案，必要时由物业部门组织修缮。

4 结语

当前，节能、绿色、可持续发展的建筑理念已经深入人心，外墙外保温系统在这一建筑业转型升级过程中发挥了巨大作用。通过系统梳理在外保温推广初期发生的坠落安全问题，总结不成熟经验并发现监管漏洞，对于今后完善外墙外保温系统体系，排除城市安全隐患具有重要意义。本文从完善标准体系、强化保修责任、加强物业监管、形成监测与检测机制四方面提出了管理建议，以期为外墙外保温系统防坠落安全管理提供参考。