【行業(yè)知識(shí)】聚氨酯材料——實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能建筑的理想選擇
據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)建筑圍護(hù)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(dá)國(guó)家的3~4倍,因此采取保溫隔熱材料對(duì)建筑外圍護(hù)進(jìn)行保溫是降低建筑物能耗最經(jīng)濟(jì)、最有效的手段。建筑圍護(hù)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(hù)結(jié)構(gòu)中都有實(shí)際應(yīng)用。實(shí)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(diǎn)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(dá)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(dá)到同樣隔熱效果條件下,其使用的保溫層厚度最小。計(jì)算表明,在達(dá)到同樣隔熱效果條件下,50毫米厚的聚氨酯硬泡(PUR),相當(dāng)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(jí)以上的聚氨酯硬泡保溫材料遇火燃燒時(shí),其表面會(huì)炭化結(jié)焦,不會(huì)形成熔融滴落物,可以有效地防止火焰?zhèn)鞑ァ?/div>
(3)力學(xué)性能優(yōu)良 硬泡聚氨酯具有優(yōu)異的抗風(fēng)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(qiáng)度,能在較寬溫度范圍和較高濕度條件下抵御承受風(fēng)力、自重及撞擊等各種負(fù)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(shí)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(shì)。
(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(dá)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(huì)吸水發(fā)霉,使墻體保持一個(gè)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(shí)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(zhǎng)期使用,聚氨酯硬泡保溫材料無(wú)論經(jīng)受高溫還是嚴(yán)寒,都不會(huì)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(chǎng)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(shí)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(wú)法與之相比的。
實(shí)現(xiàn)節(jié)能防火雙目標(biāo)
保溫材料的防火安全性能是實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的必要前提,也是確保人民生命財(cái)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(jī)保溫材料,唯無(wú)機(jī)保溫材料論,而是要研究如何采取安全措施,物盡其用。國(guó)內(nèi)外的科學(xué)研究和大量的實(shí)驗(yàn)證明:有機(jī)保溫材料只要進(jìn)行了必要的阻燃處理,采取有效的安全防護(hù)措施,完全能實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能和防火安全雙豐收。我們不能因?yàn)槠裼?、天然氣等燃料易燃易爆,風(fēng)險(xiǎn)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(huì)共同努力,把好保溫材料和保溫工程的質(zhì)量關(guān),實(shí)現(xiàn)我國(guó)建筑節(jié)能和防火安全的雙目標(biāo)。
燃燒性能為B3級(jí)的聚氨酯硬泡是絕對(duì)不能用于建筑墻體保溫領(lǐng)域的。現(xiàn)實(shí)案例中經(jīng)常出現(xiàn)的B3級(jí)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(jí)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(shí)驗(yàn)方法》是對(duì)建筑墻體保溫系統(tǒng)在使用過(guò)程中的防火安全性的判定方法。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,B2級(jí)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(jí)在B2級(jí)以上并且保溫系統(tǒng)能通過(guò)模型火實(shí)驗(yàn),完全可以保證外墻外保溫施工過(guò)程和使用過(guò)程中的防火安全。但考慮我國(guó)的一些實(shí)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(dāng)提高材料的燃燒性能等級(jí)要求,同時(shí)也可以設(shè)定一個(gè)上限,對(duì)于超過(guò)一定高度的建筑和特殊建筑,必須采用A級(jí)材料。但是這個(gè)限定不應(yīng)過(guò)嚴(yán),不能完全通過(guò)提高技術(shù)要求去解決所有的管理問(wèn)題,否則很多高性能的高效保溫材料會(huì)因?yàn)檫^(guò)高的防火要求失去發(fā)展的動(dòng)力。
2014年8月27日,住建部發(fā)布了《建筑設(shè)計(jì)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(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)終于塵埃落地。在這6年的研究過(guò)程中,雖然經(jīng)歷了幾番反復(fù),但終究部分回歸了科學(xué)和理性,不再唯燃燒性能A級(jí)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(jìn)行了一定程度的綜合考慮,為如何發(fā)展有機(jī)保溫材料和防范火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)指明了方向。
目前部分消費(fèi)者對(duì)聚氨酯硬泡抱有一種誤解,認(rèn)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(wú)毒的,用來(lái)存放食物的的冰箱冰柜、冷庫(kù),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(shí)驗(yàn)證明:聚氨酯燃燒過(guò)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(guò)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(yán)把質(zhì)量關(guān)
隨著國(guó)家建筑節(jié)能75%標(biāo)準(zhǔn)的逐步實(shí)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(guò)程中,聚氨酯行業(yè)應(yīng)該嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)和施工關(guān),加強(qiáng)工地管理和行業(yè)自律,加快技術(shù)進(jìn)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(guó)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(jìn)場(chǎng)材料的性能符合建筑行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求,包括密度、導(dǎo)熱系數(shù)、抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度,特別是要保證材料燃燒性能不得低于B2等級(jí),鼓勵(lì)以制品、復(fù)合材料的形式進(jìn)入工地。尤其要強(qiáng)調(diào)的是,聚氨酯材料的制備過(guò)程是典型的化學(xué)過(guò)程,其中影響因素眾多,工藝技術(shù)要求較高,不能簡(jiǎn)單的唯價(jià)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(guó)家相關(guān)建筑外墻保溫、屋面保溫防水技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程實(shí)施,按照規(guī)范進(jìn)行進(jìn)場(chǎng)材料的堆放和檢驗(yàn)。俗話說(shuō):“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(huì)大打折扣。
要按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行逐步施工,在保溫層還未施工完成時(shí),不得進(jìn)行焊接、切割等動(dòng)火作業(yè)。必須進(jìn)行動(dòng)火作業(yè)時(shí),需辦理動(dòng)火許可證,焊接等動(dòng)火人員需要持證工作,必須有監(jiān)火人員在場(chǎng),并采取防火毯等措施阻止火災(zāi)發(fā)生。交叉作業(yè)時(shí),需由項(xiàng)目總承包商協(xié)調(diào)牽頭,各單位共同監(jiān)督動(dòng)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(guó)的現(xiàn)有規(guī)范過(guò)于強(qiáng)調(diào)材料本身的燃燒性能等級(jí),忽視了建筑保溫材料在火災(zāi)中的結(jié)構(gòu)安全性;過(guò)于強(qiáng)調(diào)保溫材料本身的不燃性,忽視了保溫材料在制備過(guò)程中的安全環(huán)保性。要注重技術(shù)進(jìn)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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