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Pur与其它材料用于外墙保温的综合比较

   日期:2010-11-08     作者:SystemMaster    浏览:627    评论:0    
Pur是目前除真空绝热外效果最好的保温材料。在航天工程中用于液氢、液氧火箭推进剂储箱的隔热。这两种低温液体的沸点分别低达-253-183℃,蒸发潜热非常低,少量漏热即可引起猛烈蒸发,对隔热的要求极其苛刻。民用上已广泛用作冰箱冰柜的隔热。近年来,随着低碳节能呼声日益高涨,约占社会总能耗25%之多的建筑能耗引起了高度关注,建筑节能势在必行。Pur作为性能最好的保温材料,用于建筑节能有极强的优势。建筑节能最有效的方式是外墙外保温Pur用于外墙外保温主要有现场喷涂、现场浇注和保温装饰复合板三种方式。保温装饰复合板是由底面材—Pur—装饰面材组合而成的夹芯结构,是近年来开发的一种新产品。底面材可以采用玻纤网格布增强的水泥薄板等,装饰面材可以选用石材、玻化砖、金属板、铝塑板、纤维水泥板等,由于复合板的生产过程在工厂完成,质量严格可控,不象现场喷涂和浇注容易受施工条件的影响,因而最受欢迎。我们企业也将开发保温装饰复合板作为主攻方向,经过不懈努力,廊坊华宇已经成为国内唯一拥有两条意大利引进pur复合板连续生产线的企业,年生产能力超过600万平米,为国内之冠。09年,我们就为烟台万华加工生产了大量pur保温装饰复合板。本文在我们多年研发实践的基础上,通过pur与其他保温材料的综合比较,论证pur用作建筑保温材料具有最高性价比,是节能建筑的最佳选择
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一、    保温性能最好

pur是目前所有保温材料中导热系数最低的。达到同样的保温效果,pur保温层的厚度最薄,只要2cmpur就可达到86cm厚砖墙的保温效果。保温层厚度小导致整个建筑的外围护结构变薄,相对增加了建筑的实际使用面积,节省了宝贵的土地资源;厚度小也减小了复合板的自重力矩,提高其与墙面结合的安全性;同时厚度小也有利于降低整个建筑的重量,从而在确保安全等级的前提下降低建筑基础的造价。与我国大部分pur用于家电行业不同,在一些发达国家,一半以上的pur用于建筑业,明显的效果是这些国家单位面积采暖和制冷能耗仅是我国同等气侯条件下建筑的1/3左右。

 

1给出不同保温材料的导热系数和具有相同保温效果的墙体材料厚度对比。                       

材料

导热系数W/M.K

墙体厚度CM

pur

0.021

2

xps

0.032

3

eps

0.044

4

矿物棉

0.075

7.1

木材

0.10

10

混凝土

0.45

43

粘土砖

0.86

86

                            1


 

 


 


二、使用寿命最长

   通常保温材料的保温性能都随使用时间而退化,犹如日常生活中的棉衣、棉被。其中矿物棉的退化最显著,尤其是大量吸水霉变后,非常短的时间内保温性能就严重退化;模塑聚苯乙烯泡沫(eps)、挤塑聚苯乙烯泡沫(xps)的抗老化性能远优于矿物棉,但在使用10~15年后,其保温性能也严重退化,甚至需要更新才能重新达到既定的节能指标。而pur则不同,实践证明,按标准正规生产的pur在城市集中供暖管道中使用30年后,其保温性能的退化不超过20%。由于pur保温性能的退化随温度升高而加剧,因此用在外墙保温时,退化程度还会低一些。在采用适当保险系数的情况下,完全可以做到在建筑物的使用年限内,pur保温装饰复合板的保温性能始终满足节能指标,达到与建筑同寿命的水平。我国建筑物的设计使用年限一般为50年,除每隔10~15年需要对用来密封板与板缝隙的胶黏剂进行检查保养外,不必担心复合板本体。epsxpspur同为闭孔型硬质泡沫塑料,该类材料保温性能的退化主要是由于闭孔内低热导率的发泡剂气体向外渗透,外面高热导率的空气向内渗透,闭孔内高热导率气体比例越来越高引起的。退化的速度和程度取决于发泡剂气体的渗透速率和气体导热占据泡沫总体导热的比例,由于发泡剂和树脂的差异,pur 中发泡剂的渗透速率远低于epsxps,因此其使用寿命长于epsxps

三、施工最简单快捷,施工成本最低而施工质量最可靠

华宇公司pur保温装饰复合板的施工非常简单快捷,由于底面材采用水泥砂浆玻纤网格布,是水泥基材料,因此与墙体间可以直接采用水泥砂浆来连接。实现水泥粘结水泥,最简单、最廉价、也最可靠。因为同种材料界面相容性最好,粘结处的强度与水泥砂浆固化物本体强度最接近,而水泥砂浆固化物强度是可以高达数十Mpa的。为了在水泥砂浆固化前承受载荷,也为了进一步提升外墙保温系统的安全可靠性,我们还增加了金属连接件作为辅助手段。金属连接件一端以膨胀螺栓方式植入墙体,另一端与装饰面材锚固(请参阅本公司图集)。通过以上方式,大大简化了传统外墙保温系统复杂的施工工艺,避免了由于大量现场湿作业,施工质量过于依赖现场环境、气候、人员素质等因素的弊病。实现了最大程度的厂内机械化制作,最小程度的现场手工操作。随着抗冻水泥技术的发展,施工季节几乎不受限制。并可缩短2/3左右的施工周期,在劳动力成本日益高涨的情况下,大幅度降低施工费用。

四、在燃烧性能B级的保温材料中消防安全性最高

    虽然保温性能依次排在前三位的pur xpseps燃烧性能都为B级,但pur的安全性明显高于后两种。目前的技术水平,pur的燃烧性能已能达到B1级,但xpseps只能达到B2级。Purps类保温材料本质的差异在于前者是热固性材料而后者是热塑性材料。热塑性材料遇火引燃后易产生融滴,滴下燃烧的火球,很容易引燃其他材料,形成越来越多的着火点。如中央电视台副楼2009年元宵节被烟花爆竹的火花引燃,造成整个建筑的xps全部被烧毁,并影响到整个建筑钢结构的强度,造成了极大损失。而热固性材料的pur不但不会产生熔融滴落,而且在燃烧过程中表面会形成炭化结焦层,覆盖在表面,某种程度上阻隔了空气,抑制火势蔓延。

为了解决性能最好的保温材料燃烧性能达不到A,按照消防规范不能用于高层建筑的问题,廊坊华宇新开发了一项专利技术:复合板生产中,在非A级保温材料的四个侧边加设A级保温材料防护层,使非A级保温材料不仅仅两个面被不燃的面材完全覆盖,而且四个侧边也被A级保温材料防护层完全覆盖。复合板整体的燃烧性能可以提升到A级。不仅在施工完成后,而且在施工过程中也不会因电焊火花等被引燃。

采用Pur作为保温材料时,其与两个面材和四个侧边防护层的所有界面,都可利用Pur发泡过程产生的自粘结性来牢固地结合成一体,复合板可以在生产线上一次成型,提升燃烧性能简单易行。

五、结构强度安全性最有保障

外墙保温装饰复合板的结构强度安全性关系到在使用中是否发生脱落、开裂等事故。当采用Pur保温装饰复合板时,这方面的安全性也是最有保障的。

51 具有良好的抗冻融能力

在我国北方地区,外墙饰面瓷砖脱落现象司空见惯,重要原因之一就是外墙保温系统不具备抗冻融能力。冬季室内温度高于室外,造成室内水蒸气浓度高于室外,在浓度差作用下,水蒸气透过墙体向室外渗透扩散。当水蒸气到达瓷砖、石材等高渗透阻材料时,就会聚集凝结在界面,当界面温度低于0℃时,就会结冰。水结冰时体积变大,产生很大的膨胀力,当与高渗透阻材料直接相贴的是刚性材料如混凝土、砌块、砂浆时,这种膨胀力就发生很大的破坏作用。但是,在华宇公司的保温装饰复合板里,与高渗透阻装饰面材直接相贴的是PurPur是弹性材料,具有良好的弹性形变能力。即使反复冻融循环也不会造成界面破坏。

52具有优良的抗饰面开裂能力

装饰面开裂是外墙保温装饰系统的另一大问题。不但影响外观,更重要的是当降水漏入裂缝后,会产生极大破坏作用,尽管pur的吸水率和透水率都是保温材料中最低的,但仍不能完全排除漏入的水通过板与板的缝隙到达墙体。通常外装饰面开裂主要有内外两个原因,外部原因是温度变化,外饰面热胀冷缩产生了热应力。由于华宇保温装饰复合板的尺度并不很大,板与板之间的缝隙又采用了弹性密封材料,能有效地释放应力,因此不会产生开裂;内部原因是建筑主体结构发生开裂传递到外装饰面。此时由于保温层采用了弹性材料Pur,也能有效地阻断裂缝的传递。总之在这两种情况下,华宇公司的外墙保温装饰系统都不会发生饰面开裂,具有优良的抗饰面开裂能力。正因为如此,保温板的装饰面可以减薄,例如采用8mm厚的石材就足够了。比传统的干挂工艺要节省近2/3的石材费用,还减轻了重量,降低了建筑基础的负载,优势非常明显。

53 极具裕量的强度

外墙保温系统承受的载荷主要有自身重力和风载荷。自重造成剪切载荷、正面风造成压缩载荷、侧面风引起的负压造成拉伸载荷。华宇外墙保温装饰体系强度的薄弱环节主要是保温材料PurPur与两个面材的界面、以及复合板与墙体的界面。只有这些薄弱环节的最低强度与载荷的最大值相比有较大裕量时,系统的强度安全性才是有保障的。表2给出Pur的抗拉、抗压和抗剪强度的最低值,表3给出了Pur保温材料与两个面材之间粘结强度的最低值。所谓最低值是指反复经历冻融和水浸等恶劣条件后的测定值。至于复合板与墙体的粘结强度,前面已提过,由于板的水泥质底面材是直接通过水泥砂浆与墙体粘结的,其粘结强度无论拉伸还是剪切的最低值都远在表3值以上。

2 Pur的强度

项目

抗拉强度Mpa

抗压强度Mpa

抗剪强度Mpa

指标

0.18

0.15

0.12

 

3 Pur与面材的粘结强度

项目

抗拉强度Mpa

抗剪强度Mpa

Pur与装饰面材

0.10

0.10

Pur与水泥底面材

0.12

0.10

 

华宇保温装饰复合板自重造成的剪切载荷随装饰面材而变,但即使采用最重的石材饰面时(规格为40kg/m2),对应的剪切载荷仅为0.0004Mpa,与最低强度值0.1Mpa相比有250倍的巨额裕量;以风压的极端值计算,保温装饰系统的最低强度比风的压缩载荷和拉伸载荷也分别有百倍以上和数十倍的裕量。因此,通常在设计时可以完全不考虑自重和压缩载荷,只验算一下保温装饰系统抗拉强度的最低值与当地极端风速拉伸载荷相比的安全裕量即可。由于保险系数通常取10~20就足够了,鉴于复合板与墙体间的水泥砂浆粘结层强度裕量太大,为了节省材料和施工时间,除施工条件特别恶劣外,可以采用部分粘结的施工工艺,粘结点大致均布,粘结区的总面积达到板材面积的40~50%就足够可靠了。

   以上的分析计算完全忽略了金属连接件提供的强度。实际的结构强度安全性比以上的结果还要可靠。

六、Pur保温装饰复合板最有利于环境保护和劳动保护

    保温材料中岩棉可致癌,发达国家已禁止使用;玻璃棉的微小断丝象粉尘一样到处漂浮,防不胜防,不但吸入体内严重危害健康,接触皮肤也刺痒难当,对板材制作和施工人员均有危害;epsxps的发泡剂均为温室气体,对环境十分不利。相比之下,pur无论对环境保护和劳动保护都是最有利的。

七、复合板的生产工艺最简单

  保温装饰复合板的生产,本质上就是将保温材料与两个面材或者还有四个侧边保护层粘结成一体,并满足粘结强度要求。在保温材料中,只有Pur具有在发泡过程中产生很强的粘结性,能自动与接触物牢固地粘结成一体的特性(自粘接性)。因此也只有Pur保温装饰板可以利用自粘结性实现在生产线上一次成型。生产效率高,节省加工成本,而且自粘结性属于反应性粘结,强度往往高于添加胶黏剂的粘结方式。其他保温材料都必须外加胶黏剂,复合板经二次甚至多次加工方能成型。

  通过以上综合比较可以看出,虽然pur材料价格比较高,但是采用pur时复合板加工成本低、施工成本低、装饰面材成本低(薄材即可)、维护更新成本低(安全性高,使用寿命长)、节能效果和安全保障又明显优于其他保温材料,综合优势显著,是节能建筑的最佳选择。与其他企业相比,因为华宇自身具有生产单体聚醚和组合聚醚的能力,自供原料降低了pur材料成本,加之拥有两条意大利引进复合板连续生产线,更进一步强化了这种优势。

来源:廊坊华宇创新科技有限公司

 
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