对STP板的保温防火性能的探讨

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摘要：STP 超薄绝热板有着很好的环保、节能、防火及保温效果，适用于新建、扩建民用及公用建筑外墙与屋面的保温工程，有着更为广阔的市场空间。本文主要研究的是STP板保温材料，保温材料的防火性能等。
关键词：STP；保温材料；性能
前言
2009 年 9 月 25 日住房和城乡建设部和公安部联合颁发了《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》公通字[2009]46 号文通知，通知规定：建筑高度大于 100 米以上的住宅建筑，保温材料的燃烧性能应为 A 级；建筑高度大于 50 米的其他民用建筑，需要设置 A级防火材料；建筑高度在 24 米到 50 米之间的其他民用建筑，可使用 A1 级的保温材料，也可使用防火隔离带。
1 各种保温材料防火性能比较
目前外墙外保温市场的保温材料主要分为三类：一是热塑性保温材料，首先是市场上应用最多最广泛的 EPS 薄抹灰外墙外保温系统，其次是 XPS 薄抹灰外墙外保温系统，再就是有网现浇无网现浇系统和复合保温板系统；二是热固性保温材料，聚氨酯现场发泡保温系统等酚醛板类；三是无机保温材料：泡沫玻璃、岩棉外墙保温系统等等。这些体系防火性能不尽相同，具体如下：
1.1 热塑性保温材料：热塑性保温材料应用于外墙外保温中，既有地方的各种技术规程，又有国家的行业标准，是我国目前最成熟最完善的外墙外保温系统。
EPS 保温板的燃烧等级是 B2 级，属于离火自熄型，目前国内把EPS 板做到 B1 级比较困难，因此在各地方规程和国家标准中要求是 B2 级防火。EPS 保温板施工完抹面砂浆后的防火性能大大改善，防火等级可达到 A 级不燃，但是 EPS 板的变形温度仅为 70-98℃，当饰面层外温度高于这个温度时，EPS 保温板就会软化，燃烧。
XPS 保温板的燃烧分级一般也是 B2 级，但国内能够做到 B1 级燃烧性能的板材。B1 级的 XPS 薄抹灰系统的防火性能要比 EPS 的薄抹灰系统的防火性能好的多，XPS 保温板的软化温度要略高于EPS 保温板，软化温度在 110℃左右，阻燃效果相比明显优于 EPS 保温板。当 XPS 保温板抹灰后的防火性能也能达到 A 级。为防止火灾的发生，该系统也可以采用防火隔离带的方法，从而为防止火灾的发生再增加一层安全系数。这两种板材的外墙保温系统的保温效果，系统稳定性，安全性是最高的。
1.2 热固性保温材料：热固性保温材料在外墙外保温应用中目前没有任何的标准图集等。热固性保温材料中，聚氨酯发泡的防火等级也是 B2 级，目前没有聚氨酯发泡能做到 B1 级防火要求。但是由于酚醛泡沫材料是燃烧碳化型材料，软化温度在 120℃左右，所以酚醛泡沫的防火性能要优于聚氨酯发泡，它的燃烧性能接近于 A 级材料，是目前有机保温材料中比较好的防火保温材料。
但是，这类保温系统本身应用在外墙外保温中的技术还没有经过长时间耐久性能的检验，系统的稳定性差，特别是聚氨酯吸水后的导热系数大大升高，导致系统保温性、耐冻融性、安全性大大降低，对于酚醛泡沫的研究和应用就更少了。复合后的聚氨酯保温材料应用在外墙上，现在即没有地方标准，更没有国家标准，因此系统的实际应用及技术标准有待进一步研究。
1.3 无机保温材料：无机保温材料中又以岩棉和泡沫玻璃为代表 岩棉、矿渣棉在常温条件下（25℃左右）导热系数通常在 0.036-0.041w（/m·K）之间，其本身属无机质硅酸盐纤维，不可燃。青岛欧立华建筑保温工程有限公司引进的西斯尔岩棉具备了 A 级防火、保温隔热等特点，是专为建筑物外墙外保温薄抹灰系统设计、生产，适用于混凝土或砖墙等密实结构的新建或既有建筑的外墙保温或节能改造，同时也可用做外墙保温防火隔离带与燃烧性能达不到 A 级的保温材料配套使用，以提高建筑物外墙的消防防火功能。
外墙外保温的防火不能顾此失彼，既不能只讲究防火而放松对保温效果的要求，也不能只要求保温效果而忽视防火性能，更不能因为害怕火灾的产生而不要节能。外墙保温的防火问题是一个综合性的问题，不能单单靠保温材料的防火性能来防止火灾的发生。应将建筑科学、材料科学、消防科学和环保科学四大学科有机结合起来。任何偏离四大学科的研究，均具有相对的片面性和局限性。
2 STP 超薄高效保温板防火性能的优越性
目前要求保温效果和 A 级防火性能都要达到，岩棉属 A 级防火材料但是吸水性能高，容易吸水从而导致保温效果失效；改性粉煤灰和其他的一些无机保温砂浆都具有 A 级防火性能，但是导热系数不易控制，与生产工艺和施工条件都有很大的关系。在国内比较领先的外墙外保温材料应该数 STP 超薄绝热保温板，它具有 A 级防火、导热系数小，不空鼓、不开裂、不脱落等优点，越来越受到社会的重视。
3 STP 超薄高效保温板简介
STP 超薄高效保温板是由无机纤维芯材与高阻气复合薄膜这两种材料通过抽真空封装技术制造而成的。
无机纤维芯材的主要作用，一是做支撑骨架的作用，二是无机纤维芯材本身具有一定的热阻作用，同时也能起到一定程度的保温效果。无机纤维芯材的质量一定程度上决定了 STP 超薄高效保温板的使用寿命，比较理想的真空隔热无机纤维芯板表面要多孔，分布要均匀，因为这样的芯材比较容易抽成真空，抽成真空以后芯材内部真空度比较高，以后在使用过程中也不会出现有空气溢出情况的发生，从而使无机纤维芯材的使用寿命大大增加。
高阻气薄膜是由铝箔和其他材料共同制造而成的一种材料，高阻气薄膜质量的好坏对成品 STP 超薄高效保温板的影响最为明显。虽然组成高阻气薄膜材料之一的铝箔本身具有一定的透气性和透水性，但是如果制造高阻气薄膜选用的铝箔透气性和透水性比较高，STP 超薄高效保温板的使用寿命就会受到不好的影响。
使用吸气剂的作用主要是为了保证 STP 超薄高效保温板的使用寿命与建筑物的使用寿命相同。通过查阅现有文献资料和国外一些国家行业规范，我们发现只要 STP 超薄高效保温板内部压强控制在 100Pa 以下，就可以保证 STP 超薄高效保温板导热系数不超过0.01w（/m·K）。通过在 STP 超薄高效保温板内部放置吸气剂可以防止 STP 超薄高效保温板在使用过程中少量空气会进入到 STP 超薄高效保温板的内部，因为内部放置的吸气剂可以将进入板内部的气体吸收掉，从而进一步保证 STP 超薄高效保温板的使用寿命。
STP 超薄高效保温板外部用由多层材料共同制造而成的高强度复合阻气膜包裹，从而具有高阻气性，通过试验发现每平米 STP超薄高效保温板在 60 年内透气量不会超过 3.56g。通过在每块 STP超薄高效保温板板材内部放置 25g 的金属基复合吸气剂，就可以保证将透入的气体全部吸收掉，保证了 STP 超薄高效保温板材在 60年内内部压强均控制在 100Pa 以下，因为在这个内部压强范围内其导热系数基本不变。
4 STP 超薄高效保温板的保温原理
我们都知道热量主要有三种传递方式，一是热对流，二是热传导，三是热辐射。STP 超薄高效保温板对这三种热量传递方式都有一定的阻隔作用：
（1）通过无机纤维芯材本身的热阻作用来减少热传导所带来或带走的热量。芯材所选用的无机纤维本身也有一定的热阻作用，无机纤维本身的导热系数大约是 0.04w（/m·k）左右。
（2）通过将芯材内部抽成真空，从而将存留在芯材内部空间里的气体尽量地清除掉了，通过最大限度提高内部真空度来杜绝空气对流引起的热传导，从而使 STP 超薄高效保温板的导热系数大大减小，达到了建筑保温节能的要求。
（3）组成高阻气薄膜材料之一的铝箔本身可以反射热辐射，起到了一定的保温隔热作用。
5 STP 超薄高效保温板的适用范围
6 STP 超薄高效保温板的特点
（1）保温效果优异。保温效果相当于常规聚苯板的 5 倍，挤塑板的 4 倍，聚氨酯的 2.8 倍，江苏地区目前推广的建筑一般用 1.0厘米厚就能达到 65%的节能要求。
表 1 不同保温材料其导热系数对比
（2）单位质量轻。上墙后每平方米的重量大约 12 公斤，仅为瓷砖上墙后的重量的 1/4，施工后，不易脱落，安全性高。
（3）施工工序简单。把保温、装饰工程有机的结合起来，比传统的保温系统施工工序更简单。
（4）施工方便。可以像瓷砖一样直接粘贴，大大缩短了工期、节约了成本。
（5）防火性能好。保温材料为无机保温材料，防火不燃，而现有常规保温材料均可燃烧。
（6）无毒、绿色环保，使用寿命长。STP 保温板的适用范围：新建、扩建民用及公用建筑外墙与屋面的保温工程，尤其适用于既有建筑的节能改造工程。
7 结语
STP 超薄高效保温板具有优异的绝热性能、非常低的导热系数，同时具有绿色环保、质轻、防火不燃、超薄的特点，随着建筑节能的发展，以后会有更加广泛的应用领域。
STP 超薄高效保温板的使用寿命与芯材、高阻气薄膜质量的好坏有着不可分割的关系，STP 超薄高效保温板内部的压强达不到100Pa 时，就能保证保温板的导热在 0.01W（/m·K）以下，其使用寿命就可以达到 60 年的设计标准要求，达到与建筑物寿命相同的目的。
将 STP 超薄高效保温板用于建筑物外墙外保温，在保证建筑物建筑面积不变的情况下，因为这种保温板超薄，从而不占用建筑面积，可以节约用户的使用面积，受到广大市民的一致欢迎。
参考文献：
[1]中华人民共和国建设部.建设部推广使用和限制禁止使用技术（建设部公告第 218 号），北京，2004
[2]建设部科技发展促进中心、北京振利高新技术公司.外墙外保温技术百问.北京：中国建筑工业出版社，2002
[3]马保国.外墙外保温技术.北京：化学工业出版社，2007，09