建筑外保温体系构造与防火安全

1、保温砂浆复合外保温体系构造的防火特性*中国建筑科学研究院建筑防火研究所季广其、朱春玲关键词：膨胀玻化微珠，胶粉聚苯颗粒，外保温体系构造，火焰传播，模型火 摘要：锥型量热计试验、竖炉试验、墙角火试验和窗口火试验的结果表明，膨胀玻化微珠保温砂浆和胶粉聚苯颗粒保温砂浆具有良好的防火抗火性能，其复合外保温体系具有良好的防火构造，在火灾状态下能够有效地阻止火焰的蔓延。1保温材料的对火反应性能保温材料是建筑外墙外保温体系的核心材料，其主要功能是保温隔热。用于建筑外墙的保温材料主要包括三大类，一类是以矿物棉和玻璃棉为主的无机保温材料，通常认定为不燃性材料；一类是以胶粉聚苯颗粒保温砂浆为主的有机无机复合保温材

2、料，通常认定为难燃性材料；另一类是以热塑性聚苯乙烯泡沫塑料和热固性聚氨酯硬泡为主的有机保温材料，通常认定为可燃性材料。GB86242006建筑材料及制品燃烧性能分级已正式实施，对建筑材料及制品的燃烧性能等级划分与评价不同于GB86241997，不燃、难燃、可燃、易燃的概念是GB86241997中给出的，而GB86242006的分级与GB86241997不同，两个版本的分级之间不存在必然的对应关系。但由于GB86241997在我国已使用多年，相关的设计、施工及验收规范都采用的是GB86241997的分级，不燃、难燃、可燃、易燃等概念已深入人心，早已融入人们的技术理念中，因此为便于理解和叙述，本文

3、仍沿用不燃、难燃、可燃、易燃等概念。首页下边标注* 本研究项目受以下课题资助：1. 十一五国家科技支撑计划课题“建筑材料与设备系统施工安装关键技术研究”之子课题“新型建筑围护结构及其施工关键技术”(子课题编号2006BAJ01B053)2. 十一五国家科技支撑计划课题“新型建筑防火阻燃材料及应用技术研究” 之子课题“防火材料及阻燃制品的综合评价技术研究”(子课题编号2006BAK06B0633)按照GB86242006的概念，对于外保温体系中所用的保温材料，我们一般都认定为匀质制品，即由单一材料组成的制品或整个制品内部具有均匀的密度和组份。如以矿物棉和玻璃棉为主的无机保温材料，以聚苯乙烯泡沫塑

4、料和聚氨酯硬泡为主的有机保温材料等。对于膨胀玻化微珠保温砂浆和胶粉聚苯颗粒保温砂浆，从宏观的角度看，其整体密度是相对均匀的，仍可看作是匀质制品。1.1 无机类保温材料无机类保温材料以岩棉、玻璃棉、膨胀玻化微珠保温砂浆等为主，一般认定为不燃性保温材料。对于岩棉和玻璃棉，由于在制品的生产和加工过程中加入了少量的有机粘合剂，可评定其燃烧性能为A1、A2级，个别情况下为B级。对于膨胀玻化微珠保温砂浆，其燃烧性能为A1级。无机类保温材料用于外保温体系中，自身不存在防火安全问题。1.2胶粉聚苯颗粒保温砂浆胶粉聚苯颗粒保温砂浆是典型的有机无机复合保温材料，由胶粉浆料与聚苯乙烯颗粒混合而成，使用状态下，聚苯乙

5、烯颗粒被固化后的胶粉浆料所包裹。胶粉聚苯颗粒保温砂浆的公称密度取决于聚苯乙烯颗粒的掺入量，其燃烧性能等级按聚苯乙烯颗粒的掺入量可达到A2级或B级。胶粉聚苯颗粒保温砂浆用于外保温体系中，自身不存在防火安全问题。1.3 可燃或难燃类保温材料目前建筑外墙外保温体系中广泛采用的聚苯乙烯泡沫塑料和聚氨酯硬泡占据我国外保温市场的大部分份额，也是影响外保温体系防火安全性能的关键材料，在一定程度上决定着外保温体系整体的防火安全性能。按照GB86242006的规定，评定其燃烧性能等级时强调产品的最终使用状态，产品的实际使用厚度将成为影响其燃烧性能等级的重要因素。从理论上讲，按照GB86242006的规定，聚苯乙

6、烯泡沫塑料和聚氨酯硬泡的燃烧性能等级可能为B、C、D或E级。根据我国目前的技术条件和建筑节能的要求，我们认为，对聚苯乙烯泡沫塑料和聚氨酯硬泡的燃烧性能等级的要求不宜过高。对于我们目前广泛采用的聚苯乙烯泡沫塑料和聚氨酯硬泡，其燃烧特征具有特殊性：受火后聚苯乙烯泡沫 收缩、熔化、燃烧受火后聚氨酯硬泡 燃烧、炭化聚苯乙烯泡沫塑料是热塑性高分子保温材料，导热系数0.041w/m.k。当受热时，通常发生软化和熔化。聚苯乙烯泡沫塑料的热变形温度仅为7098，差异取决于选用配方和后处理方法，玻璃化温度为100。聚苯乙烯全部由炭氢元素组成，本质上极易燃烧，未经阻燃处理，氧指数仅为18；燃烧的热释放量较大，同时

7、生烟量也较大，受火后收缩、熔化，导致外保温体系内产生空腔，轰燃状态下燃烧剧烈，燃烧的滴落物具有引燃性。聚氨酯硬泡是一种高分子热固性保温材料，导热系数0.024 w/m.k，在所有外墙用有机保温材料中是最优的。聚氨酯一般在202以下不会分解。热固性材料在受热时通常分解出易燃气体，受火后形成具有一定的阻止火焰传播能力的炭化层，炭化程度取决于配方。聚氨酯泡沫本质上属于高度易燃材料，未做阻燃处理时氧指数仅为16.5。用ASTM D1929测定聚氨酯泡沫的点燃温度为强制点燃温度310，自燃温度415。聚氨酯硬质泡沫是多孔的材料，生成的保温层表面与其内部发泡体的密度不同，表面层较为密实，表层内才是有效保温

8、的多孔发泡体。在试验条件下，由于聚氨酯硬质泡沫内部发泡体本身的厚度较薄，切开后暴露在空气中的表面积相对较大，与密实材料相比，在受火状态下更容易分解并燃烧，其点火性能较差。1.4. 保温材料的燃烧性能技术要求对于以矿物棉和玻璃棉为主的无机保温材料，包括膨胀玻化微珠保温砂浆，有机无机复合的胶粉聚苯颗粒保温砂浆，自身的燃烧性能等级较高，是满足防火安全性要求的。对于外保温体系中采用的阻燃聚苯乙烯和聚氨酯硬泡，在目前的技术条件下，作为墙体的保温材料，其燃烧性能还不能达到难燃级，不能对其燃烧性能等级或阻燃性指标提出过高的要求，这也体现在相关标准规范的技术要求中，见表1。表1 聚苯乙烯泡沫塑料和聚氨酯硬泡材

9、料燃烧性能技术要求保温材料产品标准技术要求试验方法EPSGB/T10801.12002绝热用模塑聚苯乙烯泡沫塑料氧指数：30%GB/T24061993可燃性试验：点火15s，20s内，FS150mm，且不允许有燃烧滴落物引燃滤纸的现象GB/T86261988XPSGB/T10801.22002绝热用挤塑聚苯乙烯泡沫塑料可燃性试验：点火15s，20s内，FS150mm，且不允许有燃烧滴落物引燃滤纸的现象GB/T86261988聚氨酯硬泡聚氨酯硬泡外墙外保温工程技术导则水平燃烧试验：平均燃烧时间70s平均燃烧范围40mmGB/T83321987烟密度等级SDR：75GB/T86271999聚苯乙烯

10、泡沫塑料和聚氨酯硬质泡沫是影响外保温体系防火安全性能的关键因素。那么，聚苯乙烯泡沫塑料和聚氨酯硬质泡沫材料的阻燃性能达到何等程度才能保证整个体系的防火安全？是否需要在现有的技术条件下过多地提高聚苯乙烯泡沫塑料和聚氨酯硬质泡沫的阻燃性指标？过高地要求其阻燃性能是否现实合理？ 我们认为，在目前的技术条件下，不能过高地要求聚苯乙烯泡沫塑料和聚氨酯硬质泡沫的阻燃性指标，只能强调其燃烧性能达到现有相关标准的技术要求，强化管理，满足施工过程的防火安全性要求。应弱化保温材料的燃烧性能等级在人们传统意识中的重要性地位，强调体系的整体防火安全性。很显然，提高保温体系的抗火能力才是我们的最终目的。因此，摆在我们面

11、前的重要工作是，如何采取有效的防火构造措施提高外保温体系的整体抗火能力。 2外保温体系的防火构造2.1外保温体系防火安全性问题的起因当外墙外保温体系的保温材料采用不燃性材料或不具有传播火焰的难燃性材料时，外墙外保温体系几乎不存在防火安全性问题。但是，在我国目前的技术条件下，使用最多的是具有高效保温隔热功能的高分子发泡材料，以聚苯乙烯泡沫塑料和聚氨酯硬泡为主。由于高分子发泡材料具有引发火灾的危险性，外墙外保温体系中广泛使用的以聚苯乙烯泡沫和聚氨酯硬泡为主的可燃或易燃的有机保温材料对体系的防火性能产生决定性影响，成为外保温体系防火安全性问题的起因。因此外保温体系的防火安全性能已成为备受各方关注的安

12、全问题。作为墙体的保温材料，未进行阻燃处理的普通聚苯乙烯和聚氨酯发泡材料被划定为易燃材料，阻燃的聚苯乙烯和聚氨酯发泡材料可达到可燃或难燃的等级，而保温层的抹面砂浆一般为不燃性材料。2.2 外保温体系的防火性能要求外保温体系是否具有防火安全性，应考虑以下两个方面的问题： 点火性：在有火源或火种的条件下，体系是否能够被点燃或引起燃烧的产生，体系自身的燃烧性能要求。 传播性：当有燃烧或火灾时，体系是否具有传播火焰的能力，体系对外部火源攻击的抵抗能力或抗火性能要求。对外保温体系的防火安全性能要求具体体现在对高分子发泡材料的燃烧性能要求和对体系构造的抗火能力要求两个方面。 2.3 影响外保温体系防火安全

13、性能的构造外保温体系的防火安全性能是以可燃材料的存在为前提的。影响外保温体系防火安全性能的要素包括体系的构成材料及构造方式。外保温体系层面构造材料包括：保温层材料、保护层或面层材料、固结材料等。一般来讲，体系中具有足够燃烧能力的材料主要是保温层材料，保温层材料的燃烧性能是影响体系防火安全性能的基本条件。外保温体系的构造方式是影响整个体系防火安全性能的关键。体系的构造包括：保护层或面层的厚度、粘结或固定方式(有无空腔)、防火隔断(分仓)的构造等。保护层：抹面砂浆厚度和质量稳定性，决定体系层面构造的抗火能力。保护层包括抹面层和饰面层，不同的材质和构造，不同的施工质量，其抗火能力是不同的。防火隔断：

14、体系的防火隔断构造或分仓构造的存在，能够有效地阻止火焰的蔓延。防火隔断包括建筑层的防火隔离带、门窗洞口的隔火构造、体系自身的分仓构造等。空腔构造：空腔构造的存在可能为体系中保温材料的燃烧及火焰的蔓延提供充足的氧。外保温体系中贯通的空腔构造和封闭的空腔构造对体系的防火安全性能的影响程度是不同的。特别指出的是，在火灾条件下，由于体系中热塑性保温材料受火后的收缩、熔化甚至燃烧，可能导致空腔的形成或封闭空腔的贯通，对体系的阻火性产生不利的影响。只有保温隔热层与抹面砂浆整体的对火反应性能良好，体系的构造方式合理，才能保证建筑外保温体系的防火安全性能满足要求。如何使外保温体系的整体对火反应性能满足要求，对

15、工程应用才具有广泛的实际意义。3外保温体系的模型火试验3.1 外保温体系的防火安全性能试验方法对建筑物进行防火安全性能评价是以试验为基础的，试验方法所采用的试验模型应能够表征建筑物在实际火灾中的状态。因此，选择正确的试验方法，是客观、科学地评价建筑物防火安全性能的关键。对于外保温体系的防火安全性试验方法，归纳为以下三类：l 大比例的模型火试验：ü 墙角火试验UL1040 针对整个构造体系ü 窗口火试验BS84141 针对整个构造体系l 中比例的模型火试验：ü SBI试验EN13823 针对局部构造或单一材料ü 燃烧竖炉试验GB/T8625 针对局部构造或

16、单一材料l 小比例的模型火试验：ü 锥型量热计试验ISO5660 针对局部构造或单一材料ü 可燃性试验GB/T8626针对单一材料ü 氧指数试验GB/T2406针对单一材料ü 泡沫垂直燃烧GB/T8333针对单一材料外保温体系的防火安全性能评价，可以依据小比例试验或大比例试验的结果，甚至可以通过实际火灾的结果分析或进行完整的火灾模拟试验结果。当小比例试验结果与大比例试验结果相矛盾时，毫无疑问，应以大比例试验结果、完整的火灾模拟试验结果或实际火灾的分析结果为依据。近两年来，我们就建筑保温体系构造的抗火能力试验方法以及相应的评价标准进行了试验研究与验证工作，

17、确定了以锥型量热计试验、墙角火试验和窗口火试验为基础的建筑外墙外保温体系构造抗火能力的试验验证与评价体系。3.2 锥型量热计试验锥型量热计试验以量热学耗氧原理为基础，模拟材料的实际火灾状态，同时测定材料的点火性能、热释放、烟及毒性气体等，且整个试验是一个连续过程，是目前国际上研究材料对火反应性能广为采用的试验手段。从理论上讲，锥型量热计试验是在屋角试验的基础上设计的，其基本原理也是采用耗氧量热计的原理，但却是一种小比例的科学合理的火灾模拟试验，从实用和普及的角度来看，可作为建筑外墙外保温体系防火性能的常规试验方法。锥型量热计试验装置参见图1。图1 锥型量热计试验原理模型示意图对于材料而言，锥型

18、量热计试验测定的是点火时间、热释放、烟及毒性气体的产生。试验材料或产品在锥型量热计试验中受到锥型炉稳定的热辐射作用后，其性能即发生物理化学变化，这取决于材料或产品自生的对火反应能力。作为一个参照点，黑色的不燃性材料在750时所受到的辐射能量为62kW/m2，而实际火灾中材料所受到的热辐射一般为20150 kW/m2。锥型量热计所提供的辐射能量为0 100 kW/m2，国际上通常采用50 kW/m2，这与材料在实际火灾中的情况基本一致。3.3 墙角火试验以美国保险商实验室标准UL1040:2001Fire Test of Insulated Wall Construction(墙体保温构造的火试

19、验)为代表的墙角火试验，模拟外部火灾对建筑物的攻击，用于检验建筑外墙外保温体系的抗火性能。其优点在于模型尺寸能够涵盖包括防火隔断在内的外保温体系构造，可以观测试验火焰沿外保温体系的水平或垂直传播的能力，试验状态能够充分反映外保温体系在实际火灾中的整体抗火能力。试验模型见图2。图2 UL1040试验模型UL1040墙角火试验模型由两面成直角的墙体构成，顶面采用不燃的无机板材遮盖，墙体表面为外保温体系，墙角处堆积木材。试验时，在堆积木材上方及外保温体系的墙体表面均布温度测点和大气环境的温度测点，并从不同角度对试验过程进行摄像记录。UL1040试验的符合性判定条件如下：n During the te

20、st, surface burning shall not extend beyond 18 feet (5.49 m) from the intersection of the two walls.试验过程中，表面燃烧范围不应超过两个墙体交叉线的18英尺(5.49m)n Post-test observations shall show that the combustive damage of the test materials within the assembly diminishes at increasing distance from the immediate fire ex

21、posure area. 试验后的观测应表明，组合体系内试验材料的燃烧损坏程度，应随着至火焰暴露面距离的增加而减少。 3.4 窗口火试验以英国BS 84141:2002Fire performance of external cladding systemsPart 1：Test method for non-loadbearing external cladding systems applied to the face of the building外部包覆体系的抗火性能 第1部分：建筑外部的非承载包覆体系试验方法为代表的窗口火试验，描述了应用于建筑表面并在控制条件下暴露于外部火焰的非承载

22、外部包覆体系、包覆体系之上的遮雨屏及外墙保温体系的抗火性能评价方法。火焰的暴露方式表征外部火源或室内完全扩展(轰然后)火焰，从窗口缝隙处溢出对包覆体形成外部火焰的影响。BS8414-1窗口火试验，模拟内部火灾对建筑物的攻击，用于检验建筑外墙外保温体系的火焰传播性。其优点与墙角火试验相同，从实际火灾对建筑物的攻击概率来看，更具有普遍意义。图3所示，说明了室内火灾从建筑物的窗口沿外墙外保温体系向外扩散的原理。当外保温体系具有阻止火焰传播的能力时，火灾不会扩散。从我们已经进行的试验来看，由于窗口火试验对检验外墙外保温体系抗火能力的合理性，是今后我们的试验重点。目前系列试验正在进行中。图4为窗口火试验

23、模型。 图3 窗口火试验原理示意图 图4 窗口火试验模型示意图4保温砂浆的防火试验结果膨胀玻化微珠保温砂浆和胶粉聚苯颗粒保温砂浆具有良好的阻火性能，作为外保温体系的保温隔热层时，不存在防火安全性问题。但由于膨胀玻化微珠保温砂浆和胶粉聚苯颗粒保温砂浆的导热系数一般可以达到0.060.07w/(m.k)，低于广泛采用的聚苯乙烯泡沫塑料和聚氨酯硬泡，工程实际中往往作为可燃甚至易燃的聚苯乙烯泡沫塑料和聚氨酯硬泡的隔火层，形成复合外保温体系。因此，需要对这类复合外保温体系的防火安全性能进行试验与评定。4.1锥型量热计试验结果为了模拟复合外保温体系的实际受火状态，我们制作了不同类型的锥型量热计试件。试验结

24、果见表2。第一种：复合外保温体系，如图5所示，包括平板试件和槽型试件。试件公称尺寸为100×100×60 mm，试件的四周为10mm的耐火砂浆或水泥砂浆。芯部保温材料分别为聚氨酯硬泡保温板、模塑聚苯乙烯保温板、挤塑聚苯乙烯保温板，尺寸为80×80×40mm。第二种：胶粉聚苯颗粒外保温体系。试件按JG1582004胶粉聚苯颗粒外墙外保温体系的要求制作，包括开放试件和封闭试件。第三种：比对材料。采用普通水泥砂浆，试件尺寸为：100×100×35mm。图5 复合外保温体系试件示意图表2 锥型量热计试验结果外保温体系种类保温材料试件类型点火性

25、能热释放速度峰值平均值总放热量总烟量CO总量CO2总量(kW/m2)(MJ/m2)(m2)(mg)(mg)复合聚氨酯1平板未点火3.41.81.050847聚氨酯2槽型未点火4.21.80.9641761EPS1平板未点火3.51.80.51181368EPS1槽型未点火3.81.01.1672250EPS2平板未点火4.11.60.051848EPS2槽型未点火5.01.60.150836XPS1平板未点火3.71.50.349830XPS1槽型未点火3.41.40.949834胶粉聚苯颗粒胶粉聚苯开放未点火10.05.30.370889胶粉聚苯封闭未点火8.25.00.560886比对水泥

26、砂浆均匀未点火3.92.40.544723从以上数据可以看出：对于复合外保温体系，聚氨酯与聚苯乙烯两类保温体系的锥型量热计试验结果无明显差异，与相同状态普通水泥砂浆的对火反应性能是相同的，表明试验状态下保温砂浆对聚氨酯或聚苯乙烯的保护作用明显。对于胶粉聚苯颗粒外保温体系，由于其抗裂砂浆保护层的厚度只有4mm，低于复合外保温体系10mm耐火抗裂砂浆的厚度，因此其热释放速度峰值的平均值和总放热量相对较高。锥型量热计的试验结果表明：对于大比例试验中无火焰传播能力的体系，在锥型量热计试验中均未被点燃，热释放速率峰值不大于10kW/m2，总放热量不大于5MJ/m2，与普通水泥砂浆的试验结果基本相同。4.

27、2 燃烧竖炉试验结果燃烧竖炉试验属于中比例的模型火试验。为了检验复合外保温体系的保护层厚度对火焰传播性的影响程度，以及在受火条件下复合外保温体系中可燃的保温材料的状态变化，我们进行了燃烧竖炉试验。在燃烧竖炉试验中，试件尺寸为19×100 cm，沿试件高度中心线每隔20 cm设置一个接触保护层的保温层温度测点，如图6所示。试验过程中，施加火焰的甲烷气的燃烧功率约21kW，火焰温度约900，火焰加载时间为20 min，热电偶5和热电偶6的区域为试件的受火区域。图6 燃烧竖炉试验温度测点示意图 胶粉聚苯颗粒保温砂浆复合外保温体系胶粉聚苯颗粒保温砂浆复合外保温体系的燃烧竖炉试验，保护层主要是

28、胶粉聚苯颗粒保温砂浆，分别采用模塑聚苯乙烯、挤塑聚苯乙烯、聚氨酯作为保温材料，试件的保护层厚度介于5 45mm的范围内，见表3。试验过程试件的最大温度比对见图71、图72、图73。试验后的试件状态见图8。表3 燃烧竖炉试验的试件的构造尺寸保温层抹面层厚度(mm)抗裂层饰面层厚度(mm)保护层厚度(mm)EPS厚度30mm0/10/20/30/4055/15/25/35/45XPS厚度30mm0/10/20/30/4055/15/25/35/45聚氨酯厚度30mm0/10/20/30/4055/15/25/35/45图71 燃烧竖炉试验EPS试件最大温度比对图图72 燃烧竖炉试验XPS试件最大温

29、度比对图图73 燃烧竖炉试验聚氨酯试件最大温度比对图图8 燃烧竖炉试验后的薄抹灰试件状态 膨胀玻化微珠保温砂浆复合外保温体系膨胀玻化微珠保温砂浆复合外保温体系的燃烧竖炉试验，保护层主要是膨胀玻化微珠保温砂浆，采用20mm厚模塑聚苯乙烯作为保温材料，试件的保护层厚度分别为10mm、15mm、20mm。试验过程试件的最大温度比对见图9。膨胀玻化微珠保温砂浆的厚度为10mm时的试件测点温度曲线见图10。试验后的试件状态见图11。图9 膨胀玻化微珠保温砂浆复合试件燃烧竖炉试验最大温度比对图图10 膨胀玻化微珠保温砂浆复合试件燃烧竖炉试验温度曲线 保护层10cm 保护层15cm 保护层20cm图11 膨

30、胀玻化微珠保温砂浆复合试件燃烧竖炉试验后的状态燃烧竖炉试验的结果表明，采用膨胀玻化微珠保温砂浆和胶粉聚苯颗粒保温砂浆作为保护层材料的复合外保温体系中，保护层的厚度决定体系局部的对火的承受能力，当这两种保温砂浆的实际使用厚度不少于10mm时，对复合外保温体系中的保温层的保护效果明显，与锥型量热计的试验结果和大比例模型火的试验结果是一致的。4.3 墙角火试验结果试验举例1：胶粉聚苯颗粒贴砌聚苯板外墙外保温体系和聚苯板薄抹灰外墙外保温体系的墙角火比对试验。两种体系均采用复合产品标准的模塑聚苯乙烯阻燃保温板。试验时在同一试验模型的两面墙体上分别采用胶粉聚苯颗粒贴砌聚苯板外墙外保温体系和聚苯板薄抹灰外墙

31、外保温体系，为减少试验时两墙间不同保温体系之间的火焰干扰和热量的传导，两试验墙交汇处的墙面各设置10 cm宽的岩棉保温层。胶粉聚苯颗粒贴砌聚苯板外墙外保温体系：按照DBJ/T 01502005外墙外保温施工技术规程(复合胶粉聚苯颗粒外墙外保温体系)中的要求制作，简称三明治体系。聚苯板之间是10mm的胶粉聚苯颗粒保温砂浆，整体结构含有分仓构造。聚苯板薄抹灰外墙外保温体系：其中涂料饰面体系按照JG 1492003膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温体系的外墙外保温体系的要求制作，简称薄抹灰体系。聚苯板与基层墙体的粘结面积为30。结果表明，薄抹灰体系，在点火开始后12 min时，表面的抹面层脱落，聚苯乙烯保温

32、层全部烧毁。而采用胶粉聚苯颗粒保温砂浆的复合外保温体系，在点火开始后50 min 时仍无传播火焰的迹象。试验后保温材料的烧损状态见图12。根据UL1040的符合性判定条件，胶粉聚苯颗粒贴砌聚苯板外墙外保温体系符合要求，未出现火焰蔓延现象，而聚苯板薄抹灰外墙外保温体系不符合要求，体系整体烧损。图12 墙角火试验中不同构造做法外保温体系的烧损状态试验举例2：膨胀玻化微珠保温砂浆复合聚苯板外保温体系的墙角火试验。膨胀玻化微珠保温砂浆复合聚苯板外保温体系的层面构造参见图13。构造特点如下：<1> 系统的保温层为900×600×65mm的阻燃型模塑聚苯乙烯(EP

33、S)保温板，聚苯板的拼接与锚固按JG1492003膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统的要求进行，采用点框式粘接，粘结面积约30%，锚固钉的锚固有效深度为40mm，保温板与基层墙体的粘接(保温板之间相互贴实)有空腔构造，在非火灾条件下，空腔是不贯通的，系统无分仓构造。<2> 保护层总厚度约25±3 mm，其中膨胀玻化微珠保温防火砂浆的厚度约20mm，抗裂砂浆层的厚度约3mm，腻子涂料饰面层的厚度约2mm。<3> 试验模型墙体的边角部位玻璃纤维网格布翻包加强。<4> 系统内部未设置防火隔离带。图13 膨胀玻化微珠保温砂浆复合聚苯板外保温体系构造示意图点火开

34、始后，数据采集与观测约40min。试验过程中，火焰到达模型顶部，未发现墙体表面有明显的燃烧现象，只发现图14中的左侧墙体20 ft (6.10m)高度受火部位的抗裂砂浆层有少量脱落及开裂现象，膨胀玻化微珠保温砂浆层无脱落及开裂现象，也未观测到其它异常现象。试验后，对膨胀玻化微珠保温砂浆复合聚苯板外墙外保温体系保温层的损坏程度进行了观测，如图14所示，发现只有墙体表面受火部位的保温层被烧损，其它部位的保温层完好。图14 试验后系统保温层的烧损状态膨胀玻化微珠保温砂浆复合聚苯板外墙外保温体系满足UL1040的符合性判定条件，判定合格。4.4 窗口火试验结果试验举例3：胶粉聚苯颗粒贴砌聚苯板外墙外保

35、温体系的窗口火试验。胶粉聚苯颗粒贴砌聚苯板外墙外保温体系的构造同前面所述。试验结果：点火开始后，数据采集与观测约40min。期间，主墙和副墙受火面无脱落及燃烧现象，试验过程中墙体表面出现少量火焰，但未见蔓延，也未发现其它异常现象。图15所示为试验后体系中保温材料的烧损状态。试验结果表明，胶粉聚苯颗粒贴砌聚苯板外墙外保温体系未出现火焰蔓延的现象。图15 贴砌聚苯板体系试验后的烧损状态试验举例4：膨胀玻化微珠保温砂浆复合聚苯板外保温体系的窗口火试验。膨胀玻化微珠保温砂浆复合聚苯板外保温体系的构造同前面所述，并在试验模型的窗口顶部底面采用了约50mm的膨胀玻化微珠保温砂浆。<1> 试验进

36、程与观察现象点火开始后，数据采集与观测约50min。期间，主墙和副墙受火部位的抗裂砂浆层有少量脱落及开裂现象，膨胀玻化微珠保温砂浆层无脱落及开裂现象，也未发现其它异常现象。<2> 测点温度曲线火焰温度测点位于燃烧室出口的顶部及燃烧室内的顶部，见图161、图162。从中可以看出，火焰温度低于1000。图161 燃烧室内顶部火焰温度曲线图162 燃烧室出口的顶部火焰温度曲线墙体水平线1和水平线2的测点温度曲线见图163 图168。从图164可以看出，尽管水平线1墙体表面在火焰的作用下处于高温状态，但膨胀玻化微珠保温砂浆层内各测点的温度均低于200。从图167可以看出，尽管水平线2墙体表

37、面在火焰的作用下处于高温状态，但膨胀玻化微珠保温砂浆层内各测点的温度均低于150。从图165和图168可以看出，由于膨胀玻化微珠保温砂浆层良好的隔火作用，水平线1和水平线2的保温层内的测点温度均低于100。从试验模型墙体各层次的温度曲线可以看出，膨胀玻化微珠保温砂浆层具有良好的隔火作用，膨胀玻化微珠保温砂浆复合聚苯板外墙外保温体系具有良好的抗火性能。图163 Level1外部热电偶测点温度曲线图164 Level1保护层热电偶测点温度曲线图165 Level1保温层热电偶测点温度曲线图166 Level2外部热电偶测点温度曲线图167 Level2保护层热电偶测点温度曲线图168 Level2

38、保温层热电偶测点温度曲线<3> 试验后的观测 图17 试验后体系表面的状态 图18 试验后的保温层状态试验后，对膨胀玻化微珠保温砂浆复合聚苯板外墙外保温体系保温层的损坏程度进行了观察，发现受火部位的聚苯乙烯保温层只出现了收缩或部分熔化状态。见图17“试验后体系表面的状态”和图18“试验后的保温层状态”。<4> 试验结论膨胀玻化微珠保温砂浆的隔火性能良好。膨胀玻化微珠保温砂浆复合聚苯板外墙外保温体系的抗火性能良好，试验状态下，无火焰传播性。5保温砂浆的防火特性分析与探讨外墙外保温体系是否具有防火安全性，要看整个体系的点火性和火焰传播性。胶粉聚苯颗粒保温砂浆和膨胀玻化微珠保温砂浆以其自身良好的防火特性，保障了复合外保温体系的防火安全。5.1 锥型量热计试验结果表明，在正常的应用条件下，复合外保温体系中的胶粉聚苯颗粒保温砂浆和膨胀玻化微珠保温砂浆保护层具有良好的受火稳定性，复合外保温体系