几种外保温材料燃烧性能的思考

王子薇 黄沛增 贾忠奎

（陕西省建筑科学研究院有限公司，陕西 西安 710082）

近年来火灾频发，2018年2月郑州郑东新区绿地原盛国际办公楼外保温材料失火，2019年5月南京市秦淮区汉中路89号金鹰A座楼顶失火，2019年12月辽宁沈阳混南新区商住楼外保温材料失火，2020年元旦重庆渝北区加州花园小区A4幢住宅失火等，这些实例都与外墙外保温材料起火有直接关系。它们时刻提醒着我们外墙外保温材料防火安全的重要性，提高外保温材料的防火性能变得势在必行。

1 常见外保温材料燃烧性能试验数据分析

1.1 岩棉

岩棉是具有代表性的无机保温材料，其防火性能良好，但也存在着吸水率高、抗拉强度低等缺点，可通过增加粘接剂或压缩岩棉排布方式等方法提高其物理力学性能。表1为依据不燃性和热值试验要求，对不同密度岩棉的试验结果分析。

表1 岩棉材料试验结果

由表1可知，岩棉随密度的上升，其热值也有明显的上升趋势，不燃性的质量损失率也逐渐增多。这是由于高密度岩棉板材在压制过程中使用了较多的有机粘接剂。如果选择不当，含有有机成分的粘接剂就可能造成岩棉防火性能的降低。

1.2 模塑聚苯板EPS

模塑聚苯板是具有高抗压、不吸水、耐腐蚀、导热系数低等多种优势的保温材料。表2为依据GB／T20284－2006《建筑材料或制品的单体燃烧试验》方法，对不同厚度的聚苯板进行单体试验结果。

表2 EPS材料试验结果

由表2可知，聚苯板燃烧放热量、燃烧速率随着厚度的增加而增长。这是因为聚苯板厚度的增加直接导致燃烧过程中可燃物总量的增加，加速了燃烧热量的释放。此外聚苯板燃烧过程中存在的滴落、火焰横向蔓延等随机因素也会影响试验过程。但大多数聚苯板都能够达到GB8624－2012规定的B1级。

1.3 挤塑聚苯板XPS

挤塑板是一种拥有均匀的表层和较小闭合孔洞的板材，挤塑板具有较低的吸水率和高抗压、抗拉强度等优势。表3为挤塑聚苯板XPS的燃烧试验结果。

表3 XPS材料试验结果

由表3可知，挤塑聚苯板的燃烧释放热量、燃烧速率与厚度成正比，其氧指数高低和板材厚度关系不明显，与增添阻燃剂的含量多少有直接关系。对于少部分未到达B1级的挤塑聚苯板（挤塑板3＃）可放宽要求至B2级。通过对比表2与表3，可以发现相同厚度的模塑聚苯板EPS燃烧性能要优于挤塑聚苯板XPS。

1.4 酚醛

酚醛保温板属于高分子有机硬质泡沫产品，是由热固性酚醛树脂发泡而成，它具有轻质、防火、遇明火不燃烧、无烟、无滴落等特点。表4为酚醛泡沫板的燃烧试验结果。

表4 酚醛泡沫试验结果

由表4可知，酚醛的燃烧释放热量、燃烧速率与厚度也成正比。其具有较高的氧指数，这说明酚醛对外部小火焰有抵御能力。对比表2、3和表4可知酚醛在燃烧性能方面优于XPS与EPS，可以达到B1级甚至冲击A级，这是因为酚醛在燃烧时表面形成炭化层阻止内部与氧气的接触且酚醛材料在燃烧时都无熔融物滴落，避免流淌火焰的形成。

1.5 发泡水泥

无机发泡水泥外墙保温板是以水泥、粉煤灰、工业废渣为原料，加入聚合物、发泡剂、特殊纤维等无机、搅拌、发泡成型。使用发泡水泥做保温层，屋面保温和外墙保温，具有无可比拟的保温性能和结构层的附着性能，还有方便施工、环保、节时、增效等诸多优越性。表5为发泡水泥板的燃烧试验结果。

由表5可知，发泡水泥属A1级，防火性能良好。随密度的上升，其热值上升趋势不明显，不燃性的质量损失率也逐渐增多。发泡水泥材料主要以无机原料构成，故在高温750℃环境下不燃烧，且密度越大材料质量越大，故燃烧后产生的质量损失也就越大。

表5 发泡水泥试验结果

2 试验总结

1）以岩棉为代表的无机保温材料在抵御火灾时具有明显优势，燃烧性能可以达到A1级水平。但岩棉在上墙时内部松散多孔，其物理性能指标还有待提高。

2）以EPS和XPS为代表的有机保温材料具有良好的保温性能，导热系数均不超过0.04W／m·k。它们的燃烧性能均为B1级，试验过程会产生大量热量，用于外墙保温层敷设时应加设防火隔离带以避免火焰的垂直蔓延。

3）以酚醛为代表的高分子有机材料是一种良好的防火材料且具有较高的氧指数，但由于自身材料结构的原因，造成酚醛在上墙时出现松动脱落的现象且变形严重，故在外墙保温系统领域的应用越来越少。 4）发泡水泥板是一种性能良好的建筑保温材料，燃烧性能优越，是防火隔离带的最优选择。但由于其普遍强度较低、脆性大、吸水率高，提高发泡水泥施工易破损等弊病变得尤为关键。

3 结语

综上所述，满足外墙保温系统燃烧性能又兼具良好物理力学性能的保温材料还有待探索。检测机构试验室应严格遵守保温材料的燃烧试验方法，对其防火等级严格分级。在推进绿色建筑的同时又能保证建筑外保温系统的安全性。