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【行業(yè)知識】聚氨酯材料——實現(xiàn)綠色節(jié)能建筑的理想選擇

更新日期:2020年9月25日 大字 小字
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【行業(yè)知識】聚氨酯材料——實現(xiàn)綠色節(jié)能建筑的理想選擇
據(jù)統(tǒng)計,我國建筑圍護結(jié)構(gòu)保溫性能普遍較低,外墻和窗戶的熱導(dǎo)率系數(shù)為同等發(fā)達國家的3~4倍,因此采取保溫隔熱材料對建筑外圍護進行保溫是降低建筑物能耗最經(jīng)濟、最有效的手段。建筑圍護結(jié)構(gòu)主要包括屋面、墻面、窗戶和地面,聚氨酯材料作為性能優(yōu)越的綠色建筑材料,在上述圍護結(jié)構(gòu)中都有實際應(yīng)用。實踐表明,聚氨酯硬泡材料是目前滿足安全、環(huán)保、節(jié)能要求的理想綠色建筑保溫隔熱材料。其主要優(yōu)點有:
(1)保溫性能優(yōu)越  聚氨酯硬泡保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)可達到0.017~0.024 w/m.k,是目前適宜大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)、導(dǎo)熱系數(shù)最低的保溫材料。在達到同樣隔熱效果條件下,其使用的保溫層厚度最小。計算表明,在達到同樣隔熱效果條件下,50毫米厚的聚氨酯硬泡(PUR),相當于80毫米厚的模塑聚苯乙烯(EPS),90毫米厚的巖棉和760毫米厚的混凝土結(jié)構(gòu)??梢娖涔?jié)能效果明顯優(yōu)于其它保溫材料。
(2)耐火性能優(yōu)異  聚氨酯硬泡屬于熱固性保溫材料,燃燒性能B2級以上的聚氨酯硬泡保溫材料遇火燃燒時,其表面會炭化結(jié)焦,不會形成熔融滴落物,可以有效地防止火焰?zhèn)鞑ァ?/div>
(3)力學性能優(yōu)良  硬泡聚氨酯具有優(yōu)異的抗風壓、抗沖擊、抗剪切能力,能充分保證墻體保溫系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。尤其是噴涂聚氨酯硬泡與基層墻體表面粘結(jié)牢固,具有優(yōu)良的自粘結(jié)強度,能在較寬溫度范圍和較高濕度條件下抵御承受風力、自重及撞擊等各種負載,確保保溫層與基層不產(chǎn)生起鼓分離、不產(chǎn)生開裂。噴涂聚氨酯硬泡外保溫系統(tǒng)是唯一可以實現(xiàn)與基層墻體滿粘、并且保溫材料沒有任何接縫的系統(tǒng),其系統(tǒng)穩(wěn)定性具有明顯優(yōu)勢。
(4)防水性能優(yōu)良  聚氨酯硬泡呈閉孔結(jié)構(gòu),閉孔率高達95%以上,具有優(yōu)良的防水、隔濕性能,能有效阻隔水及水蒸汽滲透,不會吸水發(fā)霉,使墻體保持一個良好的穩(wěn)定隔熱狀態(tài);高密度的聚氨酯硬泡更是可以實現(xiàn)屋面保溫防水一體化。
(5)耐低溫和高溫性能優(yōu)良  聚氨酯硬泡可以在-50℃~150℃環(huán)境下長期使用,聚氨酯硬泡保溫材料無論經(jīng)受高溫還是嚴寒,都不會使外保溫體系產(chǎn)生不可逆的損害和變形,從而確保其安全性。
(6)產(chǎn)品形式多樣  聚氨酯硬泡保溫材料形式多樣,可以采取現(xiàn)場噴涂、澆注、工廠預(yù)制板材等多種形式。聚氨酯硬泡可以在工廠與硅鈣板、金屬面板、水泥、石材等材料直接復(fù)合,實現(xiàn)復(fù)合板材的連續(xù)化生產(chǎn)。其產(chǎn)品形式的多樣性和便于加工性也是目前其他保溫材料無法與之相比的。
實現(xiàn)節(jié)能防火雙目標
保溫材料的防火安全性能是實現(xiàn)建筑節(jié)能的必要前提,也是確保人民生命財產(chǎn)安全的重要條件。我們要做的不是去一味地否定一切有機保溫材料,唯無機保溫材料論,而是要研究如何采取安全措施,物盡其用。國內(nèi)外的科學研究和大量的實驗證明:有機保溫材料只要進行了必要的阻燃處理,采取有效的安全防護措施,完全能實現(xiàn)建筑節(jié)能和防火安全雙豐收。我們不能因為汽柴油、天然氣等燃料易燃易爆,風險高,就在汽車和家庭生活中禁用,反而大力發(fā)展用塊狀煤做燃料。我們應(yīng)該考慮如何采取可靠的安全設(shè)施和措施,保障汽柴油和天然氣的安全使用。建筑保溫行業(yè)應(yīng)和全社會共同努力,把好保溫材料和保溫工程的質(zhì)量關(guān),實現(xiàn)我國建筑節(jié)能和防火安全的雙目標。
燃燒性能為B3級的聚氨酯硬泡是絕對不能用于建筑墻體保溫領(lǐng)域的。現(xiàn)實案例中經(jīng)常出現(xiàn)的B3級易燃聚氨酯硬泡保溫材料導(dǎo)致的火災(zāi)事故正是佐證了B3級的聚氨酯硬泡不能應(yīng)用于建筑領(lǐng)域。
GB/T29416-2012《建筑外墻外保溫系統(tǒng)的防火性能實驗方法》是對建筑墻體保溫系統(tǒng)在使用過程中的防火安全性的判定方法。經(jīng)過實驗驗證,B2級的聚氨酯硬泡保溫材料采取一定的防火構(gòu)造措施后,其系統(tǒng)的防火安全性是可靠的。從理論上,保溫材料燃燒性能等級在B2級以上并且保溫系統(tǒng)能通過模型火實驗,完全可以保證外墻外保溫施工過程和使用過程中的防火安全。但考慮我國的一些實際情況,如高層建筑多、密度大、消防意思薄弱、消防和救援力量不足、工地管理不規(guī)范、建筑施工人員素質(zhì)較低等,根據(jù)建筑的類型,可以適當提高材料的燃燒性能等級要求,同時也可以設(shè)定一個上限,對于超過一定高度的建筑和特殊建筑,必須采用A級材料。但是這個限定不應(yīng)過嚴,不能完全通過提高技術(shù)要求去解決所有的管理問題,否則很多高性能的高效保溫材料會因為過高的防火要求失去發(fā)展的動力。
2014年8月27日,住建部發(fā)布了《建筑設(shè)計防火規(guī)范》,并于2015年5月1日開始執(zhí)行。至此,困擾了建筑外墻保溫企業(yè)6年之久的防火標準之爭終于塵埃落地。在這6年的研究過程中,雖然經(jīng)歷了幾番反復(fù),但終究部分回歸了科學和理性,不再唯燃燒性能A級是論。盡管目前的規(guī)范還存在一些不公平、不合理的條文,但畢竟將建筑保溫防火安全和建筑節(jié)能統(tǒng)籌進行了一定程度的綜合考慮,為如何發(fā)展有機保溫材料和防范火災(zāi)風險指明了方向。
目前部分消費者對聚氨酯硬泡抱有一種誤解,認為聚氨酯硬泡燃燒后必定產(chǎn)生大量毒性氣體,由此提出此種材料不能作為建筑的內(nèi)保溫和外保溫材料,這種見解帶有明顯的片面性。
首先,聚氨酯材料本身是無毒的,用來存放食物的的冰箱冰柜、冷庫,其保溫材料都是聚氨酯泡沫;聚氨酯彈性體還可以做人造血管和心臟瓣膜,聚氨酯彈性纖維(氨綸)也廣泛用于內(nèi)衣。
其次,聚氨酯泡沫中含有的主要成分是碳、氫、氧和不到10%的氮。實驗證明:聚氨酯燃燒過程中產(chǎn)生的有毒氣體并不比我們生活中常見的含氮元素的物質(zhì)多,如羊毛、腈綸,合成木材等。
另外,聚氨酯泡沫燃燒產(chǎn)物氣體的成分不是不能改變的,更不是必然的,這主要取決于聚氨酯泡沫的結(jié)構(gòu),以及采取何種阻燃劑和抑煙劑,通過研究完全可以研制燃燒產(chǎn)物煙密度小、毒性低的聚氨酯泡沫產(chǎn)品。
多措施嚴把質(zhì)量關(guān) 
隨著國家建筑節(jié)能75%標準的逐步實施以及防火要求的提高,聚氨酯材料作為性能優(yōu)異的理想保溫材料必將得到大量的應(yīng)用。在應(yīng)用過程中,聚氨酯行業(yè)應(yīng)該嚴把質(zhì)量關(guān)和施工關(guān),加強工地管理和行業(yè)自律,加快技術(shù)進步、調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、提高產(chǎn)品綜合性能、降低成本,走可持續(xù)發(fā)展之路,為我國的建筑節(jié)能事業(yè)助力。
用于建筑的聚氨酯材料需要保證進場材料的性能符合建筑行業(yè)相關(guān)標準規(guī)范的要求,包括密度、導(dǎo)熱系數(shù)、抗拉強度、抗壓強度,特別是要保證材料燃燒性能不得低于B2等級,鼓勵以制品、復(fù)合材料的形式進入工地。尤其要強調(diào)的是,聚氨酯材料的制備過程是典型的化學過程,其中影響因素眾多,工藝技術(shù)要求較高,不能簡單的唯價格論,并不是所有的聚氨酯材料都適合在建筑中使用。
建筑保溫施工需要根據(jù)國家相關(guān)建筑外墻保溫、屋面保溫防水技術(shù)標準規(guī)程實施,按照規(guī)范進行進場材料的堆放和檢驗。俗話說:“三分材料,七分施工”,再好的建筑保溫材料,遇到野蠻作業(yè),其效果也會大打折扣。
要按照標準要求進行逐步施工,在保溫層還未施工完成時,不得進行焊接、切割等動火作業(yè)。必須進行動火作業(yè)時,需辦理動火許可證,焊接等動火人員需要持證工作,必須有監(jiān)火人員在場,并采取防火毯等措施阻止火災(zāi)發(fā)生。交叉作業(yè)時,需由項目總承包商協(xié)調(diào)牽頭,各單位共同監(jiān)督動火作業(yè)。
除此之外,還要逐步完善現(xiàn)有規(guī)范的安全環(huán)保要求。目前我國的現(xiàn)有規(guī)范過于強調(diào)材料本身的燃燒性能等級,忽視了建筑保溫材料在火災(zāi)中的結(jié)構(gòu)安全性;過于強調(diào)保溫材料本身的不燃性,忽視了保溫材料在制備過程中的安全環(huán)保性。要注重技術(shù)進步和研發(fā),豐富和開發(fā)更節(jié)能、防火、環(huán)保的聚氨酯建筑材料和系統(tǒng)。
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