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保溫材料的主要特點與分類

一、主要特點

保溫材料工業設備和管道的保溫,采用絕熱措施和材料氣凝膠最早應用于美國國家航天局研制的太空服隔熱襯里上。具有導熱系數低、密度小、柔韌性高、防火防水等特性。其常溫導熱系數0.018W/(K·m)且絕對防水,保溫性能是傳統材料3~8倍。 

隔熱襯里上具有導熱系數低、密度小、柔韌性高、防火防水等特性。

重量輕,一般10-96kg/m3,20kg/m3以下為氈,24-48kg/m3為中硬板,48-96kg/m3為硬板,其中48kg/m3可做天花板,軟化點為500°C左右,保溫300°C,美國用量較大,k=0.9。

硅酸鈣絕熱制品國內70年代研制成功,具有抗壓強度高,導熱系數小,施工方便,可反復使用的特點,在電力系統應用較為廣泛。

國內大部分普遍為小作坊式生產,之后相繼從美國引進四條生產線,工藝技術先進,速溶速甩成纖、干法針刺氈,質量穩定,可耐溫800-1250°C。

特點:酸度導數2.0以上,耐高溫,一般化工管道1000°C多,必須用這種材料。溶溫在2000°C左右。

主要產品為聚苯乙烯泡沫塑料和聚氨酯泡沫塑料,但建筑領域應用存在問題。多用于鋼絲網夾芯板材,彩色鋼板復合夾心板材,雖然有一定限制,但發展較快,隨著建筑防火對材料要求越來越嚴格,對該材料應用提出了新課題。

保溫材料可收集多余熱量,適時平穩釋放,梯度變化小,有效降低損耗量,室溫可趨、冬季保溫均可起到平衡作用。在新樓裝飾和舊樓改造中,克服墻面裂縫、結露、發霉、起皮等先天不足弊??;而且安全可靠與基底整體粘結,隨意性好,無空腔,避免負風壓撕裂和脫落。有效克服板材拼接后邊肋、陽角外翹變形面磚脫落等問題。材料中有機物與主墻基底存在的游離酸反應形成化合物,滲入主墻微孔隙中,形成共同體,確保干態粘結性,并改善濕態粘結保值率,具有極好粘結性。選用漂珠、水鎂石纖維(管狀纖維)等原材料,其結構中形成封閉的憎水性微孔隙空腔結構,作為相變材料載體,可確保相變材料長期實用性。


二、主要分類

(一)按材料成份分類

1.有機隔熱保溫材料

2.無機隔熱保溫材料

3.金屬類隔熱保溫材料

(二)按材料形狀分類

1.松散隔熱保溫材料

2.板狀隔熱保溫材料

3.整體保溫隔熱材料

(三)按材料成份分類

有機材料

1.有機類保溫材料主要有聚氨酯泡沫、聚苯板、酚醛泡沫等。

2.有機保溫材料具有重量輕、可加工性好、致密性高、保溫隔熱效果好,但缺點是:不耐老化、變形系數大、穩定性差、安全性差、易燃燒、生態環保性很差、施工難度大、工程成本較高,其資源有限,且難以循環再利用。

3.傳統的聚苯板、無機保溫板具有的優異保溫效果,在中國的墻體保溫材料市場中廣泛使用,但是不具備安全的防火性能,尤其是燃燒時產生毒氣,其實此類材料的使用在發達國家早已經被限制在極小的應用領域。中國建筑物因大面積使用聚苯板保溫材料所引發的火災事故頻發,造成了巨大的經濟損失和人身傷亡。

4.經濟性:綜合造價低。

自國務院頒發的《國務院關于加強和改造消費工作的意見》(國發[2011]46號文以后,聚氨酯(簡稱PU)保溫材料在國內建筑市場上出現了上升勢頭。而公安部消防局2012年第350號公布,正式取消執行65號文以來,國內保溫材料市場已出現明顯變化:A級無機保溫材料市場急劇下降,有機保溫材料明顯上升,PU建筑保溫材料產能、產量和市場均出現了空前增長勢頭。B1級聚氨酯噴涂保溫材料、PU無機復合板材和結構阻燃型PU保溫材料等將有巨大發展空間。

PU建筑保溫材料應不斷加強質量穩定,不斷提升技術,不斷堅持行業自律,使其保持持續、穩定、健康發展勢頭。本文對我國PU保溫材料在建筑節能領域中的應用現狀及其發展趨勢做一下介紹,供同行參考。

國家和地方2012年頒布的政策為PU建筑保溫材料推廣應用鋪平了道路。

1.65號文為PU保溫材料推廣應用解除枷鎖

2012年12月3日,公安部消防局發布了《關于民用建筑外保溫材料消防監督管理有關事項的通知》,即公安部消防局2012年第350公告,決定從即日起不再執行2011年3月14日頒布的65號文。

65號文頒布后,在政策上限制了PU外墻保溫材料在建筑節能市場上的應用,對PU建筑保溫材料推廣極為不利。65號文終止執行表明,對建筑外墻保溫必須使用防火級別達到A級材料的規定正式予以撤銷。350號文則意味著從防火安全政策層面上,明確了PU外墻保溫材料未來允許用于建筑外墻保溫系統,從而給PU保溫材料迎來了來之不易的發展契機。

2012年3月3日,北京市公安局、北京市住房和城鄉建委、北京市規劃委聯合頒布了關于加強老舊小區綜合改造工程外保溫材料使用與消防安全管理工作的通知。

該文件中對加強建筑外保溫材料的使用管理要求規定,對北京市老舊小區綜合改造的建筑外保溫工程中,應采用燃燒性能為A級的保溫材料以及燃燒性能為“復合A級的熱固性保溫材料”。根據該文件規定,對于北京市既有建筑改造項目,可允許使用A級和復合A級熱固性保溫材料。

“A級復合熱固性材料”的防火阻燃性能等效于A級無機阻燃材料。按此規定,復合熱塑性材料即使達到了阻燃A級也不能使用。此規定是吸取了我國發生的幾次重大火災的深刻教訓。

無機材料

1、無機保溫材料主要集中在氣凝膠氈、玻璃棉、巖棉、膨脹珍珠巖、微納隔熱、發泡水泥,無機活性墻體保溫材料等具有一定保溫效果的材料,能夠達到A級防火。

2、巖棉的生產對人體有害,工人還會不愿施工的情況出現,而且巖棉建廠的周期長,從建廠到可生產大約需要2年的時間。國內市場巖棉的供應量也達不到使用的要求。

3、膨脹珍珠巖的重量大,吸水率高。

4、微納隔熱板的保溫性能是傳統保溫材料的3-5倍,常用于高溫環境下,但價格較貴。

5、氣凝膠氈是建筑A1級無機防火材料,常溫導熱系數為0.018W/(K·m),且絕對防水,其保溫性能是傳統材料3~8倍,可取代玻璃纖維制品、石棉保溫氈、硅酸鹽制品等不環保、保溫性能差的傳統柔性材料。

6、2011年3月公安部規定使用A級不燃材料作為保溫系統,未來的趨勢最多可以放寬到B1級防火材料,無機保溫材料的發展前景還是很大。

7、膨脹珍珠巖由于原料來源廣泛,生產設施簡單,對人體無害,相信在以后可以作為主要的材料使用。

2.保溫市場聚氨酯應用情況

硬泡聚氨酯真正在建筑外圍護結構中使用應該是在2003年左右開始的。2003年~2005年期間,硬泡聚氨酯都是以噴涂形式應用于建筑物屋面防水保溫一體化體系中。這期間EPS和XPS占據著大部分的市場份額,硬泡聚氨酯在建筑外墻保溫節能的市場占有率僅有1%左右。

2005年~2007年,硬泡聚氨酯研發出了硬泡聚氨酯復合板,該產品彌補了噴涂硬泡聚氨酯存在的一些如飛沫、表面結皮不平整等小問題。不過,行業內能生產硬泡聚氨酯復合板的企業屈指可數。在行業內僅有的幾家企業的推動下,硬泡聚氨酯行業的第一個國標GB50404-2007《硬泡聚氨酯保溫防水工程技術規范》得以成功編制,標準的編制使得聚氨酯在市場推廣方面有了長足的發展,許多地區建委敢于接受該產品,并愿意在當地進行推廣和使用。至此,硬泡聚氨酯在建筑保溫節能領域的市場占有率也提高到了3%左右,且呈逐年遞增的趨勢。

2008年~2010年,在新建建筑外墻外保溫及屋面保溫中,由于聚氨酯硬質復合板價格等諸多因素,市場占有率并沒能達到預期的份額,大部分的保溫材料仍然是聚苯乙烯塑料制品。但在各地國家糧庫、鳥巢等國家重大項目的屋面防水保溫方面,聚氨酯硬泡噴涂的市場占有率則比較高。

2009年的央視大火,緊接著2010年11月上海膠州路公寓樓發生火災。然而該公寓樓外保溫施工使用的硬泡聚氨酯噴涂材料是使用的易燃聚氨酯的劣質產品。這凸顯出行業內企業責任心喪失、混亂無序、競爭機制不完善、低價以次充好的現象,且形勢非常嚴峻,這次大火對聚氨酯的影響非常大。

央視大火之后,公安部和住房和城鄉建設部共同印發了《民用建筑外保溫系統及外墻裝飾防火暫行規定》(公通字[2009]46號)的通知,上海大火過后,國務院出臺了《國務院關于加強和改進消防工作的意見》(國發[2011]46號),兩次大火的發生,公安消防部門也加大了對新建項目的審圖和檢驗力度,無機材料的使用率越來越高,此刻,我們根據多年時間經驗,聯合相關專家共同提出了復合A級的概念,將硬泡聚氨酯優質的防火燃燒性能讓更多的人知道,并扭轉了硬泡聚氨酯在保溫行業的局勢,成功的拓展硬泡聚氨酯在2012年的保溫市場占有情況,達到了10%左右,全國各地硬泡聚氨酯的使用率都呈現快速增長趨勢。

按材料形狀分類

按照保溫材料的不同容重、成分、范圍、形狀和施工方法進行劃分類別。

按照不同容重分為:重質400~600kg/m3、輕質150~350kg/m3和超輕質小于150kg/m3三類。

按照不同成分:分為有機和無機兩類。

按照適用溫度不同范圍:可分為高溫用(700℃以上)、中溫用(100~700℃)和低溫用(小于100℃)三類。。

按照不同形狀分為:粉末、粒狀、纖維狀、塊狀等類,又可分為多孔、礦纖維和金屬等。

按照不同施工方法分為:濕抹式、填充式、綁扎式、包裹纏繞式等。

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