經(jīng) 濤 趙桂英 王 勇 李奕賢 沈 宣

（徐州工業(yè)職業(yè)技術學院 江蘇 徐州 221140）

我國早在20世紀80年代就開始推廣建筑墻體節(jié)能保溫技術，根據(jù)我國建筑產(chǎn)業(yè)自身的發(fā)展現(xiàn)狀，廣泛采用外墻外保溫系統(tǒng)。近年來，國內相繼發(fā)生了多起因建筑外墻保溫材料防火等級低、易燃燒等而引發(fā)的火災事故，造成了重大的人員傷亡和財產(chǎn)損失；為了規(guī)范保溫材料的使用，杜絕火災發(fā)生，2014年頒布的《建筑設計防火規(guī)范》中明確規(guī)定了保溫板防火性能的要求，我國建筑節(jié)能材料已經(jīng)形成了從B級有機保溫材料向A級（包括A1級和A2級）不燃保溫材料過渡的趨勢[1]，各建筑企業(yè)及科研機構也將A級防火保溫材料列為研發(fā)重點，一時間市場上的新材料、新技術不斷涌現(xiàn)出來；如何選擇防火保溫板材，在確保使用安全的基礎上，實現(xiàn)節(jié)能效果呢？為此，我們對市場上常見的A級防火保溫板材現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢進行了合理分析。

1 防火等級的劃分

目前我國建筑外墻保溫板的防火等級主要分為A級和B級兩大類，A級具體細分如下：

（1）A級：不燃性建筑材料，不發(fā)生任何燃燒的材料。

（2）A1級：單體無機不燃。不燃，不起明火。

（3）A2級：復合有機不燃，即復合材料，不燃，煙量要合格。

B級包含B1、B2、B3三個等級，分別屬于難燃、可燃和易燃材料；與A級相比，B級阻燃性較差，火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤?，燃燒過程中會釋放大量濃煙，危險性較大；《建筑設計防火規(guī)范》強調禁止使用B3級防火材料，B2級可在一定范圍內允許使用；同時，大力推廣使用A級防火材料。

保溫板防火性能的評價標準和檢測技術較為復雜，目前國內的評定標準還不完善，防火等級判定時需根據(jù)板材的可燃性程度、燃燒時可觀察到的現(xiàn)象、火焰的橫向、縱向傳播速度、產(chǎn)生煙氣毒性的大小、熱值大小以及氧指數(shù)等來綜合評定。

2 A級防火保溫板現(xiàn)狀

2.1 巖棉板

輝綠巖、玄武巖是巖棉板的主要構成材料，通過高溫的使用，將這些材料轉變成無機材料，然后使用粘合劑，經(jīng)過固化、切割和疊棉等工藝后，就制成了一種剛度較強的保溫板，這個保溫板就是巖棉板[2]。

巖棉板具有防火性能高、保溫降噪，可工業(yè)化生產(chǎn)等很多優(yōu)點，是目前市場上主流的A級不燃保溫材料，年消費量在2000萬m3，約占市場份額的60%以上；其缺點集中表現(xiàn)在實際板材垂直于板面的拉拔強度較低（很難大于0.10MPa，即我國建筑薄抹灰系統(tǒng)對保溫板材拉拔強度之要求，如果要大于0.10MPa則必須盡可能使用豎絲巖棉條制作保溫板，但是其導熱系數(shù)又很難保證）和巖棉纖維有一定酸性易與水泥發(fā)生酸堿反應，使用時易發(fā)生板材空鼓、脫落等問題，存在安全風險；同時巖棉纖維致癌已經(jīng)被大家熟知，從而導致建筑工人和住戶對巖棉板具有自然的排斥心理。近幾年，市場上出現(xiàn)的巖棉板脫落的問題屢見不鮮。因此，從2018年開始，山東省濟南市規(guī)定使用巖棉板作為保溫材料的建筑必須做專家安全鑒定；而從2019年開始，河南省多個地區(qū)（如鄭州、開封）已經(jīng)規(guī)定禁止使用巖棉作為建筑外墻保溫材料[3]。

2.2 水泥發(fā)泡板

水泥發(fā)泡保溫板是由膠凝材料水泥、發(fā)泡劑及各類添加劑經(jīng)發(fā)泡工藝制成的，屬于無機保溫板材的一種，防火等級達到A1級，具有耐老化、長壽命，與建筑的壽命能保持同步，建筑物終生只需一次保溫施工的優(yōu)勢；但其密度較大，相對于有機板材來講，導熱系數(shù)高，保溫效果差，遠遠達不到節(jié)能指標要求，同時，存在后期收縮開裂的問題[4]。

化學發(fā)泡的水泥板內部結構泡孔大，泡壁保溫效果差，其吸水率是不確定因素，如果隨著憎水劑流失，在使用一段時間其力學強度就會下降，也會增加脫落的可能；另外成品易爆裂，損耗大也影響著市場應用，目前很多省、市（特別是寒冷地區(qū)）在節(jié)能建筑商限用和禁用[5]。

2.3 泡沫玻璃

泡沫玻璃板以碎玻璃為基體，配以發(fā)泡劑及助劑，經(jīng)過高溫融熔、發(fā)泡等工序制成，是一種集保溫、隔燃、吸聲材料于一體的新型保溫材料；使用溫度范圍為-196℃～450℃，A級防火等級，可用于一些防火要求較高的施工部位；板材吸水率小，導熱系數(shù)低，無論用于屋面或外墻都是一種優(yōu)良的保溫隔熱材料，還兼有防水的功效；泡沫玻璃板耐久性好，與建筑同壽命，無需二次施工，廣泛用于石油、化工、建筑、冷庫、地下工程等領域。

但目前泡沫玻璃在國內應用很少，主要原因是其生產(chǎn)效率較低，相對生產(chǎn)成本較高，與其他外墻保溫材料相比，還缺乏競爭優(yōu)勢[6]。

2.4 真空絕熱板

真空絕熱板由填充芯材和真空保護表層復合而成，可有效地阻止墻體內外空氣對流引起的熱傳遞，導熱系數(shù)低，可達0.002~.004W/m·k，為傳統(tǒng)保溫材料導熱系數(shù)的1/10，保溫效果明顯；真空絕熱板是A級防火，使用安全性高，可用于民用建筑外保溫系統(tǒng)；同時還具有超薄、密度小、無污染和高效節(jié)能的優(yōu)勢，尤其是使用壽命基本與建筑物同壽命，廣泛應用于建筑、管道、冷鏈等領域。

但該板材施工時對基層的平整度要求高，須嚴格按照相關標準進行抹灰處理，同時，板材自身的平整度不夠、垂直度不高，稍有不慎極易損壞[7]。

2.5 酚醛保溫板

酚醛保溫板主體成分是酚醛樹脂、發(fā)泡劑和固化劑，為了改善酚醛發(fā)泡板的阻燃、耐溫等性能，還需加入各類改性劑；將物料混合均勻后，澆注到模具中，在一定溫度下，產(chǎn)生交聯(lián)和發(fā)泡，經(jīng)一定溫度、時間熟化后制成；酚醛板遇火不燃，防火等級為A級，在火焰的直接作用下無熔融滴落、表面結碳形成保護層，燃燒時無有害物質產(chǎn)生；熱導率低，施工方便，耐高溫、耐腐蝕、抗老化性能好，即使長期暴露于陽光下，亦無明顯老化現(xiàn)象；缺點是粘結強度低、抗剪切強度小、板端易掉角、板縫位置容易開裂、粉化[8]。

2.6 改性聚苯板

一種浸漬板：以低密度（≦14kg/m3）的模塑聚苯板（EPS）為保溫基材，將無機凝膠材料制成配混液，澆注到聚苯板上，經(jīng)浸漬滲透、固化、干燥等工序制得板材。另一種均質板：是先將聚苯乙烯樹脂發(fā)泡制成聚苯顆粒（EPG），與無機配混液攪拌混合均勻，注入一定的模具中固化成型，經(jīng)干燥、養(yǎng)護而成；這兩類改性板燃燒性能優(yōu)異，力學強度高（拉拔強度高），不易脫落；板材導熱系數(shù)低，隔熱效率高，在北方地區(qū)和南方地區(qū)均可使用；耐火等級達到A2級，安全性高[9]。

滲透板的缺點是板材均勻度偏差，不同位置的阻燃性能、保溫性能和力學性能都不均一，甚至在某些位置達不到阻燃A2級；需要大量的時間和場地來進行晾板，耗時長、占地面積大；盡管均質板有效地避免了滲透板均勻性差的缺陷，但其采用間歇發(fā)泡工藝，需要大量發(fā)泡壓縮模箱及大量的晾板時間和場地；兩者還都需要大規(guī)模的切割工序，易產(chǎn)生大量的粉塵，污染環(huán)境、危害健康。

3 結論

縱觀現(xiàn)有A級防火板材，相比于其他板材存在保溫與防火性能不兼容、加工成本高、施工條件要求嚴格及使用性能不穩(wěn)定等缺陷，均質發(fā)泡改性聚苯板綜合了有機、無機材料的各自優(yōu)勢，較好地克服了以上缺陷，但由于其采用間歇式生產(chǎn)工藝，工期長、占地面積大，切割粉塵多、生產(chǎn)效率相對較低；后續(xù)通過加強工藝創(chuàng)新，縮短工期，提高生產(chǎn)效率，減少切割次數(shù)，降低粉塵污染，可制得性能優(yōu)、性價比高、綠色環(huán)保的新型保溫節(jié)能材料，滿足建筑行業(yè)綠色安全節(jié)能的需求。