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隨著我國(guó)“節(jié)能減排”政策和法規(guī)的不斷完善及其執(zhí)行力度的加強(qiáng)，建筑節(jié)能已成為建筑工程中越來(lái)越重要的組成部分。建筑節(jié)能措施中的外墻外保溫系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用。但近年來(lái)，建筑外保溫材料火災(zāi)頻發(fā)，把外墻保溫材料的質(zhì)量問題推到了風(fēng)口浪尖，引起社會(huì)廣泛關(guān)注。

其實(shí)早在2009年國(guó)家住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部和公安部就聯(lián)合發(fā)布了《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(hào)文通知中明確規(guī)定，“高度小于24m的建筑，其保溫材料的燃燒性能不應(yīng)低于B2級(jí)。其中，當(dāng)采用B2級(jí)保溫材料時(shí)，每層應(yīng)設(shè)置水平防火隔離帶。”

2011年，國(guó)務(wù)院在《關(guān)于加強(qiáng)和改進(jìn)消防工作的意見》(國(guó)發(fā)〔2011〕46號(hào))文件中強(qiáng)調(diào)，“嚴(yán)格建筑工地、建筑材料消防安全管理…… 新建、改建、擴(kuò)建工程的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”。

近幾年，隨著保溫材料的大面積應(yīng)用，因保溫材料引起的火災(zāi)時(shí)有發(fā)生，各省市自治區(qū)也都相應(yīng)出臺(tái)了相關(guān)管理措施。因此，外保溫材料燃燒性能的研究亟待深入。

本文主要介紹針對(duì)兩種典型的外墻保溫材料：巖棉板和擠塑式聚苯乙烯隔熱保溫板，采用FTT錐形量熱儀進(jìn)行的燃燒性能實(shí)驗(yàn)研究，供大家參考探討。

利用小尺寸的錐形量熱儀實(shí)驗(yàn)，根據(jù)量熱學(xué)耗氧原理來(lái)模擬外保溫材料的實(shí)際火災(zāi)狀態(tài)，同時(shí)測(cè)定2種典型外保溫材料的點(diǎn)火性能、熱釋放速率、煙及毒性氣體釋放速率等燃燒性能參數(shù)，分析兩種樣品的燃燒性能和抹面砂漿對(duì)同種樣品燃燒性能的影響。

實(shí)驗(yàn)采用巖棉板Rock Wool Board(RWB)和擠塑式聚苯乙烯隔熱保溫板(XPSB)，材料的燃燒性能分別為A級(jí)和B1級(jí)，根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IS05660-1的要求，將樣品尺寸截成100mm×100mm，其厚度為樣品實(shí)際厚度。

在實(shí)驗(yàn)中，將試樣用鋁箔包裹其背面和側(cè)面以減少質(zhì)量損失。為保證平表面燃燒，用不銹鋼網(wǎng)柵夾住試樣。實(shí)驗(yàn)時(shí)，采用50kW/m²的輻射強(qiáng)度，試樣的背部墊有一種厚13mm，密度為650kg/m³的熱阻很大的陶瓷纖維毯以保證標(biāo)準(zhǔn)的背面熱邊界條件。

輻射強(qiáng)度50kW/m下

樣品燃燒性能指標(biāo)及基本參數(shù)

如下圖，沒有涂抹砂漿的XPSB在70s時(shí)達(dá)到熱釋放速率峰值478.2kW／m²，涂抹砂漿的XPSB在225s時(shí)達(dá)到熱釋放速率峰值270.9kW／m²，達(dá)到峰值的時(shí)間延長(zhǎng)了3.2倍，熱釋放速率峰值下降了43.4％ ，平均熱釋放速率下降了35.6％。

砂漿對(duì)RWB熱釋放速率影響在接觸持續(xù)火源伊始起抑制作用，隨著火源的持續(xù)進(jìn)行，砂漿會(huì)增加RWB的熱釋放速率，并最終使其熱釋放速率峰值和平均值分別增加21.7％和12％。

XPSB的熱釋放速率峰值分別是RWB的14.2倍和30.6倍，XPSB的平均熱釋放速率分別是RWB的7.4倍和12.9倍。可見RWB具有較好的阻燃效果。

在有無(wú)砂漿的情況下，RWB的平均質(zhì)量損失速率比XPSB的下降了24％和41.2％．說明RWB不易燃燒，火焰蔓延速度慢。

砂漿對(duì)XPSB質(zhì)量損失速率影響的曲線，可見，無(wú)砂漿時(shí)XPSB的質(zhì)量損失速率峰值出現(xiàn)在59s，有砂漿時(shí)出現(xiàn)在245s，當(dāng)有砂漿涂抹時(shí)最大火焰蔓延速度延遲出現(xiàn)186s，平均質(zhì)量損失速率降低37.5％。說明涂抹砂漿能夠有效降低XPSB的燃燒性能。

XPSB的比消光面積是同等工況下RWB的9～12倍，可見XPSB的煙氣釋放量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于RWB，火災(zāi)危險(xiǎn)性更高。同時(shí)，XPSB和RWB在有砂漿涂抹時(shí)的比消光面積比無(wú)砂漿時(shí)高出2.3％ 和35％ ，說明在有砂漿時(shí)材料的燃燒不充分，煙氣釋放量增加，其中RWB的砂漿涂抹對(duì)其煙氣釋放量有更明顯的影響。

燃燒開始時(shí)在有砂漿涂抹的情況下，RWB的CO產(chǎn)率在218 s達(dá)到峰值1.15 kg／kg，XPSB的CO產(chǎn)率在440s達(dá)到峰值1.02kg／kg，比RWB少11.3％ ，平均產(chǎn)率少17.7％，說明燃燒過程中RWB的CO釋放量較多，不利于火災(zāi)初期人員逃生。有砂漿時(shí)XPSB和RWB的CO產(chǎn)率分別比無(wú)砂漿時(shí)高13.8％和12.5％，說明砂漿增加了材料的CO釋放量。

未涂抹砂漿：表面迅速融化，，產(chǎn)生大量煙氣，在33s時(shí)被點(diǎn)燃，有效燃燒熱峰值為71.9MJ／kg。

涂抹砂漿：砂漿表面沒有明顯變化，產(chǎn)生少量煙氣，砂漿下部XPS由于熱傳導(dǎo)作用開始融化，致使砂漿不斷下降，點(diǎn)燃時(shí)間為118 s，有效燃燒熱峰值為76.9 MJ／kg，比沒有砂漿時(shí)增加了6.9％。

無(wú)論有無(wú)砂漿，試驗(yàn)開始后，表面無(wú)明顯變化，產(chǎn)生少量的煙氣，300 s后未出現(xiàn)明火。但有砂漿時(shí)的有效燃燒熱峰值比無(wú)砂漿時(shí)增加了45.1％，說明砂漿增加了RWB的有效燃燒熱。

后記

錐形量熱儀是火災(zāi)科學(xué)研究領(lǐng)域中最重要的試驗(yàn)設(shè)備之一，它不僅可以用于研究各類材料或制品的燃燒性能，以評(píng)價(jià)材料或制品的燃燒行為，而且其測(cè)得的數(shù)據(jù)還是性能化火災(zāi)設(shè)計(jì)和火災(zāi)模型化最為重要的數(shù)據(jù)來(lái)源。本文的試驗(yàn)研究表明，錐形量熱儀是建筑外保溫材料燃燒性能的有效研究手段，可以定量測(cè)量各種保溫材料的熱釋放速率、質(zhì)量損失速率、煙氣釋放速率等。通過對(duì)比，可以評(píng)估新型材料或阻燃劑添加前后各項(xiàng)燃燒性能的改進(jìn)，既保證安全性又能對(duì)成本進(jìn)行有效控制，為篩選高性價(jià)比材料提供有效途徑。

參考文獻(xiàn)：馬哲.兩種典型外保溫材料燃燒性能研究[J].西安科技大學(xué)學(xué)報(bào),2013,33(2):226-229.