酚醛泡沫铝单板幕墙保温系统防火性能研究

①    系统的基本构造    构造示意图
    粘结层
②    保温层
③    找平层
④    饰面层
⑤    
砌体墙    基层界面砂浆+15mm胶粉聚苯颗粒贴砌浆料    经防火界面剂处理70mm酚醛泡沫板（600*400）    20mm胶粉聚苯贴砌浆料找平层    抹面砂浆复合耐碱网布+2.5mm铝单板饰面   
施工时每根龙骨后面的空腔用胶粉聚苯颗粒贴砌浆料封堵，窗口上檐20cm和侧边10cm均抹胶粉聚苯颗粒贴砌浆料做防火隔离带，饰面层统一做，墙体上下和侧边用铝单板全部覆盖
3.5 试验条件
<1> 试验开始时的环境温度应在(20±15) ℃的范围内，雾天或时间仓促时不能进行试验，试验前任何方向的空气流速不得大于2 m/s。
<2> 试验火源：试验用火源为规则码放的方木条，码放后的尺寸为1.5 m×1.0 m×1.0 m。点火采用经石油溶剂油浸泡后的纤维板条，点燃堆积的木材（云杉、松木、杉木等）。
<3> 温度测点：根据BS 8414-1，水平线1、2分别设有8个测点，如上图2-1所示。对于每个测温点位置有3个热电偶，分别位于保温层中心(编号I)、保护层中心(编号M)、整体构造外部(编号E)，如上图2-2所示。另外在燃烧室的窗口及内部分别设置了6个热电偶，环境设置了2个热电偶。温度测点总数为 56个。
<4> 试验监测：试验过程中，除温度测点外，还从3个不同的方位对火源和墙体的受火面进行了摄像。
3.6试验结果
<1> 试验进程与观察现象
点火开始后，数据采集与观测约40分钟。点框粘酚醛泡沫板薄抹灰铝单板幕墙系统（主墙龙骨处空腔厚度为11cm,副墙为17cm），燃烧10分钟时，部分酚醛泡沫板碳化，靠火焰部位酚醛泡沫板被阴燃，热对流通过龙骨空腔部位迅速向竖直方向上窜，空腔结构在受火攻击后很容易开裂，火焰直接攻击，火焰的温度很高（这是燃烧条件之一——达到有机物燃点），而空腔中有空气（这是燃烧条件之二——供氧），因此有机保温材料酚醛泡沫板就会燃烧。当空腔的空气受热迅速膨胀，在空腔中风速会很大，会增大热对流速度，导致有机保温材料温度上升快，到达着火点后燃烧。热量积聚到一定程度，致使铝板开始融化。对胶粉聚苯颗粒贴砌酚醛泡沫板铝单板幕墙系统（主墙空腔厚度为7cm,副墙为13cm），燃烧15分钟时，部分酚醛泡沫板泡沫碳化，靠火场部位直接受火焰攻击、高温热辐射作用铝板开始融化，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。
<2> 环境温度曲线——环境温度测点曲线见下图：
  （图3-1是点框粘酚醛泡沫板薄抹灰系统；     图4-1胶粉聚苯颗粒贴砌酚醛泡沫板系统）
  
    图7-1环境温度曲线                          图8-1环境温度曲线
根据上图得知：两次实验环境温度都满足实验要求。
<3> 墙体温度曲线——墙体水平线1的测点温度曲线见下图
（图3-11～图3-13是点框粘酚醛泡沫板薄抹灰系统；图4-11～图4-13胶粉聚苯颗粒贴砌酚醛泡沫板系统）
 
     图3-11  level1铝板外部温度曲线               图4-11  level1铝板外部温度曲线
根据上图得知：通过两次实验数据对比，铝板外表面在火焰的作用下处于850℃以上的高温，保温层内部酚醛材料均出现了剧烈燃烧，铝板自身具有蓄热性、传热性、散热性极强的金属材料，使金属表面温度快速上升，因右图采取了厚的保护层构造，有效阻挡了火焰对保温材料的直接攻击，抵消部分热量传递。
 
      图3-12  level1方钢龙骨空腔温度曲线           图4-12  level1方钢龙骨空腔温度曲线
根据上图得知：通过两次实验数据对比，左图900℃以的上高温，进一步证实了系统内部保温材料酚醛出现了剧烈燃烧，加上系统采用点框粘做法系统内部空腔加速了热对流的速度，加速了系统其它部位的酚醛材料进一步燃烧，右图由于采取了双分仓构造，空腔内部温度在150℃左右，有效的控制了火焰在系统内部传播的范围，即使在火焰高温热辐射条件下，使得部分酚醛材料阴燃后也不会快速产生较高的热量，双分仓构造有效的阻断了热量传递、控制了火灾的蔓延。