常用建筑外墙保温材料燃烧性能研究

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摘 要：对常见建筑外墙保温材料的燃烧热值进行测试，并开展单体燃烧试验研究，研究常见建筑外墙保温材料的燃烧性能。研究结果表明：建筑外墙外保温材料的燃烧热值均较高，燃烧增长率指数、热释放量、产烟量等也较大，阻燃处理不能改变建筑外墙保温材料的燃烧热值，但能很好地改善建筑外墙外保温材料的单体燃烧性能。

关键词：燃烧性能；保温材料；燃烧热值；单体燃烧

中图分类号：TU551 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）05-0136-01

目前，建筑外墙保温系统在我国的建筑行业中应用越来越广泛，但建筑外墙保温材料在降低建筑能耗的同时，也带来了一系列问题。其中，火灾危险性是建筑外墙保温材料最为重要，并且亟待解决的问题。有机保温材料是建筑外墙保温系统中最常用的保温材料。但是，有机保温材料均容易燃烧。采用有机保温材料的建筑外墙保温系统在火灾情况下极易造成火势迅速蔓延至整栋建筑物。因此，建筑外墙有机保温材料的燃烧性能一直是国内外学者关注的热点问题。目前建筑外墙保温系统中常用的有机保温材料有酚醛板、聚苯乙烯保温板、阻燃聚苯乙烯、XPS挤塑板、阻燃挤塑板、聚氨酯泡沫保温材料、阻燃聚氨酯保温材料、橡塑保温材料等，本文将选取这些常见的有机保温材料分别进行燃烧热值测试和单体燃烧试验，探讨这些材料的燃烧性能，分析其火灾危险性。

1 试验装置

试验采用建材燃烧热值试验装置和建材制品单体燃烧试验装置（SBI）对常用保温材料的燃烧性能进行试验研究。建材燃烧热值试验装置如图1所示，主要用于测量建筑材料的燃烧热值。燃烧热值是1 kg材料完全燃烧释放出的能量，是物质的特性，与该物质的使用状态或尺寸形态等无关，常被用于评价建筑材料的潜在火灾荷载。建材制品单体燃烧试验装置如图2所示，可获得试样燃烧过程中的试样长翼上的传播（LFS）、燃烧增长率指数（FIGRA）、600 s内热释放率（THP）、600 s内产烟率（SPR）、烟气生成速率指数（SMOGRA）等参数。通过这两个试验装置可获得反应建筑材料制品燃烧性能的重要参数，它们也是建材制品燃烧性能分级的重要指标。

2 试验材料

选取酚醛板、聚苯乙烯保温板、阻燃聚苯乙烯、XPS挤塑板、阻燃挤塑板、聚氨酯泡沫保温材料、阻燃聚氨酯保温材料、橡塑保温材料作为试验样品。将各组试样样品制成粉末状试样各5组，用于燃烧热值的测试；将各组试验样品制成长翼为1 000 mm×1 500 mm、短翼为500 mm×1 500 mm的试样各3组，并在各组试样距离底边50 mm和100 mm处划一道标记线，用于单体燃烧性能的测试。

3 试验结果及分析

通过酚醛板、聚苯乙烯保温板、阻燃聚苯乙烯、XPS挤塑板、阻燃挤塑板、聚氨酯泡沫保温材料、阻燃聚氨酯保温材料、橡塑保温材料进行试验研究，探讨常见建筑外墙保温材料的燃烧性能。

图3给出了常见建筑外墙保温材料燃烧热值测试结果。由图3可以看出，本文选取的集中常见的建筑外墙外保温材料的燃烧热值均较高，故其燃烧释放的热量也较高，具有较大的火灾危险性。其中橡塑保温材料热值相对较低，在20 MJ/kg以下，而其余材料的热值均大于

20 MJ/kg，聚苯乙烯保温材料的热值最高。对比聚苯乙烯保温材料、挤塑板、聚氨酯泡沫保温材料经过阻燃处理前后的燃烧热值可以发现，阻燃剂对其的热值影响不大，阻燃处理前后材料的燃烧热值变化不大。因此，添加阻燃剂对保温材料的燃烧热值影响不大，不能从根本上改变保温材料的燃烧特性。

通过对常见建筑外墙保温材料的单体燃烧性能进行测试，发现试验的材料均易燃烧，其燃烧增长率指数、热释放量、产烟量等均较大。由建筑外墙保温材料单体燃烧测试结果我们可以知道，常见建筑外墙保温材料中，酚醛板具有较好的燃烧性能，在试验过程中热释放量和产烟量均较小。而聚氨酯保温材料的燃烧性能较差，其燃烧速率增长指数、热释放量与产烟量均较大。经过阻燃处理的聚氨酯泡沫保温材料的燃烧速率增长指数、热释放量与产烟量均有显著减小，但与其他保温材料相比仍处于较大的水平。聚氨酯保温材料的燃烧性能相对较差。通过试验可以发现，经过阻燃处理的保温材料，单体燃烧试验结果的各参数都有明显的减小，其单体燃烧的燃烧性能得到一定的提升。其中阻燃挤塑板的提升最为明显。这是由于添加阻燃剂后，挤塑板在试验过程中，接触主燃烧器火焰时迅速熔融，避免了与火焰的直接接触，其燃烧主要表现为挤塑板的燃烧滴落物的燃烧。

依据GB 8624-2006中建材燃烧性能分级对建筑外墙保温材料单体燃烧性能的要求，本次试验中酚醛板、聚苯乙烯保温板、阻燃聚苯乙烯、XPS挤塑板、阻燃挤塑板、橡塑保温材料均能满足B级或C级的要求，而聚氨酯泡沫保温材料和阻燃聚氨酯保温材料无法满足D级要求，在分级时可能被判定为E级或F级，其燃烧性能较差。

4 结 论

通过对酚醛板、聚苯乙烯保温板、阻燃聚苯乙烯、XPS挤塑板、阻燃挤塑板、聚氨酯泡沫保温材料、阻燃聚氨酯保温材料、橡塑保温材料进行燃烧热值和单体燃烧试验探讨常用建筑外墙保有机温材料的燃烧性能，研究结论如下：①建筑外墙外保温材料的燃烧热值均较高，故其燃烧释放的热量也较高，具有较大的火灾危险性。添加阻燃剂不能改变建筑外墙保温材料的燃烧热值，无法从根本上改变保温材料的燃烧特性。②常见的建筑外墙外保温材料均易燃烧，其燃烧增长率指数、热释放量、产烟量等均较大。其中聚氨酯保温材料的燃烧性能相对较差。阻燃处理能很好地改善建筑外墙外保温材料的单体燃烧性能。

参考文献：

[1] 赵成刚.泡沫保温材料燃烧特性及安全性评价研究[D].重庆：重庆大学，2005.

[2] 张阳.聚合物材料燃烧性和阻燃性的研究[D].广州：华南理工大学，2012.

[3] GB 8624-2006，建筑材料及制品燃烧性能分级[S].