图21 系统层面构造示意图 图22 系统层面构造温度测点示意图
膨胀玻化微珠保温防火砂浆复合聚苯板外保温系统窗口火实验后的结果见下图23、24
图23 试验后系统表面的状态 图24 试验后的保温层状态
2. 墙体温度曲线
墙体水平线1和水平线2的测点温度曲线见图25~图30。
从图25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防火砂浆层内各测点的温度均低于200℃。
从图26可以看出，尽管水平线2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防火砂浆层内各测点的温度均低于150℃。
从图26和图30可以看出，由于膨胀玻化微珠保温防火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，膨胀玻化微珠保温防火砂浆层具有良好的隔火作用，膨胀玻化微珠保温防火砂浆复合聚苯板外保温系统具有良好的抗火性能。
图25 Level1外部热电偶测点温度曲线
图26 Level1保护层热电偶测点温度曲线
图27 Level1保温层热电偶测点温度曲线
图28 Level2外部热电偶测点温度曲线
图29 Level2保护层热电偶测点温度曲线
图30 Level2保温层热电偶测点温度曲线
5.2.3外保温系统应根据不同建筑物高度进行相应的防火等级构造设计应满足防火构造要求。在中国由于材料来源、质量和技术水平问题，我们无法达到欧美国家的要求，所以采用构造防火措施来提高某些系统的防火性能是一条有效途径。
1 防火隔离带和防火分仓
依据现有试验数据并综合国外相关标准规范中的规定，可选择采用防火隔离带或防火分仓的构造方式即可。防火隔断应采取无空腔构造。
从每次窗口火试验记录中可以看到，火焰越过窗口作用于墙面的长度超过2m以上，通常只在窗口上方设置防火隔离带动做法不足以阻挡火焰对系统的攻击，只有在保温材料之间设置防火隔断区域，方可产生效果，防火隔断之间距离越大，阻止火灾蔓延的能力越差。当用横向竖向隔断形成防火分仓时，防火效果更加明显。通过试验证明当没有任何防火隔断时，系统没有阻止火灾蔓延的能力，而当防火隔断设置450×600mm尺寸、面层保护层在20mm时，无空腔系统在窗口火灾条件下没有任何火灾蔓延，符合Ⅰ级防火等级要求。
2 空腔
根据外墙保温体系的施工经验，外墙保温体系中的空腔无外乎包括闭合小空腔体系、连通空腔和贯通空腔体系。针对不同的建筑物高度，对有空腔的外墙外保温体系的防火等级进行了划分。只要有空腔存在，一旦可燃保温材料被引燃，都将通过空腔向上蔓延，因此一旦使用带空腔体系的外墙外保温就宜材料防火隔离带的构造措施，如果在高层建筑中使用，必须选用无空腔外墙外保温系统。
3 防火保护层厚度
在竖炉试验中，保温层的烧损高度随保护层厚度的减少而增加，无专设防火保护层的聚苯板薄抹灰的保温层全部烧损，聚氨酯薄抹灰的保护层烧损65％。当胶粉聚苯颗粒保护层厚度在30 mm以上时（抗裂层和饰面层厚度5 mm），在试验条件下（火焰温度900 ℃，作用于试件下部面层20 min），有机保温材料未受到任何破坏。所以依此将防火保护层厚度对可燃保温材料的影响分为四个级别，防火保护层在30mm以上时的系统被定为Ⅰ级。而将没有专设防火保护层的系统定为Ⅳ级，此系统的抗裂防护层和饰面层大于3mm。
4 系统防火等级划分及适用建筑高度（系统构造设计）
同一防火等级构造要求比较：
防火等级及适用建筑高度 保温材料燃烧性能 系统构造要求
防火隔离带间距(m)（隔离带宽度≥300mm） 防火分仓大小（m2）（分仓缝的宽度≥10mm） 防火保护层厚度（mm） 空腔
防火等级 建筑类型
纵向 横向
Ⅰ 不受限 不燃类 — — — — —
Ⅰ 多层住宅（8层以下） 难燃或可燃类 - - - ≥33 无空腔
- - ≤0.3 ≥23
中高层住宅（18层以下） - - - ≥33 无空腔
— — ≤0.3 ≥23
高层住宅（34层以下） - - - ≥33 无空腔
— — ≤0.3 ≥23
超高层住宅（34层以上） - - - ≥33 无空腔
— — ≤0.3 ≥23
Ⅱ 多层住宅（8层以下） 难燃或可燃类 - - - ≥28 无空腔
≤0.6 ≥13
- - ≤0.3 ≥8
中高层住宅（18层以下） - - - ≥28 无空腔
— — ≤0.6 ≥18
— — ≤0.3 ≥13
高层住宅（34层以下） - - - ≥28 无空腔
— — ≤0.6 ≥23
- - ≤0.3 ≥18
Ⅲ 多层住宅（8层以下） 难燃或可燃类 - - - ≥13 无空腔
— — ≤0.6 ≥8
— — ≤0.3 ≥3
≤15 ≤3 — ≥13 闭合空腔
≤15 ≤6 — ≥23 闭合空腔
中高层住宅（18层以下） - - - ≥18 无空腔
— — ≤0.6 ≥13
— — ≤0.3 ≥8
≤15 ≤3 — ≥18 闭合空腔
≤15 ≤6 — ≥28 闭合空腔
Ⅳ 多层住宅（8层以下） 难燃或可燃类 ≤15 ≤3 - ≥6 连通空腔
≤5 ≤1 — ≥18 贯通空腔
5 实验结果
5.1 竖炉实验
在燃烧竖炉试验中，试件尺寸为190 mm×1 000 mm，沿试件高度中心线每隔200 mm设置1个接触保护层的保温层温度测点，如图25所示。试验过程中，施加的火焰功率恒定，热电偶5和热电偶6的区域为试件的受火区域。
在燃烧竖炉试验中，分别采用模塑聚苯板、挤塑聚苯板、聚氨酯作为保温材料，试件的保护层采用胶粉聚苯颗粒或水泥砂浆，保护层厚度介于5~45 mm的范围内。试件的编号及层面构造见表2。
图25 燃烧竖炉试验设备 图26 燃烧竖炉试验试件及热电偶测点
燃烧竖炉试验试件编号及层面构造 表2
试件编号 保温层材料 保护层材料 保护层厚度/mm 抗裂层＋饰面层厚度/mm &, nbsp;保温层厚度/mm 底板厚度/mm
EPS-5 EPS 胶粉聚苯颗粒 0 5 30 20
EPS-15 10 5 30 20
EPS-25 20 5 30 20
EPS-35 30 5 30 20
EPS-45 40 5 30 20
XPS-5 XPS 胶粉聚苯颗粒 0 5 30 20
XPS-15 10 5 30 20
XPS-25 20 5 30 20
XPS-35 30 5 30 20
XPS-45 40 5 30 20
PU-5 PU 胶粉聚苯颗粒 0 5 30 20
PU-15 10 5 30 20
PU-25 20 5 30 20
PU-35 30 5 30 20
PU-35 30 5 30 20
PU-45 40 5 30 20
EPS-20/30-1 EPS 胶粉聚苯颗粒 20/30 5 30/40 20
EPS-20/30-2 20/30 5 30/40 20
EPS-10/20-3 水泥
砂浆 10/20 5 30/40 20
EPS-10/20-4 10/20 5 30/40 20
a 从左至右分别为XPS-35，XPS-45，EPS-45，PU-45 b 从左至右分别为PU-35，PU-5，PU-15，PU-25
c 从左至右分别为EPS-5，XPS-25，XPS-15，EPS-15 d 从左至右分别为XPS-5，EPS-35，EPS-25
e 从左至右分别为EPS-20/30-1、EPS-20/30-2、EPS-10/20-3、EPS-10/20-4
图27 各试件剖析图
图28 烧损面积随厚度变化曲线
图28 描述的烧损面积随厚度变化曲线说明以下问题：
1）不同试件各测点温度随保护层厚度的增加而减少；
2）保温层的烧损高度随保护层厚度的减少而增加，无专设防火保护层的聚苯板薄抹灰的保温层全部烧损，聚氨酯薄抹灰的保护层烧损65％。当胶粉聚苯颗粒保护层厚度在30 mm以上时（抗裂层和饰面层厚度5 mm），在试验条件下（火焰温度900 ℃，作用于试件下部面层20 min），有机保温材料未受到任何破坏。
3）试件的构造本身也可以看成是外保温系统分仓构造的一个独立的分仓，所以当分仓缝具有一定宽度且分仓材料具备良好的防火性能时，即当保护层具有一定的厚度时，分仓构造能够阻止的火焰蔓延，其表现形式为试件的保温层留有完好的剩余。薄抹灰体系试件由于试验后其保温层被全部烧损，试件本身的这种分仓构造是否具有阻止火焰蔓延的能力，还需要进行大尺寸的模型试验加以验证。
4）同等厚度的胶粉聚苯颗粒对有机保温材料的防火保护要强于水泥砂浆。一方面，胶粉聚苯颗粒属于保温材料，是热的不良导体，而砂浆属于热的良导体，前者外部热量向内传递过程要比后者缓慢，其内侧有机保温材料达到熔缩温度的时间长，在聚苯颗粒熔化后形成了封闭空腔使得胶粉聚苯颗粒的导热系数更低，热量传递更为缓慢。另一方面，砂浆遇热后开裂使热量更快进入内部，加速有机保温材料达到熔缩温度。
5.0.4外保温系统的防火等级构造设计应能够满足大型耐候性实验要求。这是外墙外保温体系首先应该满足的基本条件，比如有些无机防火保护层材料虽然具有很好的防火阻燃的效果，但是无机材料的刚性也很大，与保温板材料的刚性不是很匹配，耐候实验时很容易导致防火保护层的空鼓，所以对采用防火构造的外保温体系，应先能够通过耐候实验的检测。
6 施工
6.1.2应由总包单位统一开具动火证，并由安全员和看火人共同核查动火点周围环境后,要求动火方和保温方各自采取防止火花溅落到保温板上的措施，10米范围内无可燃易燃物方可动火施工；禁止动火动焊与铺设保温材料交叉作业，并在作业时派出专人看火。
6.2.1保温材料的燃烧性试验目的是对所用保温材料的燃烧性进行验证, 主要是按附录 B表1试验方法验证其是否符合表4.0.1要求。
6.3.3 外保温工程施工区域是指包括：保温工程作业临时堆放区、与保温工程作业区面垂直区、未完工保温墙体周边5m区域。
注：此标准为北京市地方标准，由北京振利起草。
