2019-12-02 00:00:00 來源: 點(diǎn)擊:4038 喜歡:2
項(xiàng)目研究背景
目前,中國的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)以煤炭和石油等化石能源為主,其中煤炭約占一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的70%,而世界平均水平不到30%。以化石能源為主體的能源消費(fèi)過程中會排放多種有害大氣污染物,包括SO2、NOx、PM細(xì)微粒等,其中PM等細(xì)微顆粒日漸嚴(yán)重,霧霾巳成為困擾我國發(fā)展的重要環(huán)境問題之一?!肮?jié)能減排”是當(dāng)務(wù)之急。建筑能耗、工業(yè)能耗和交通能耗成為我國能源消費(fèi)的三大“耗能大戶”。建筑各部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)的能耗損失分別為:① 墻體結(jié)構(gòu)占60~70%;② 門、窗占20~30%;③ 屋面約10%。所以,建筑墻體保溫是建筑節(jié)能保溫的重點(diǎn)。常見的建筑墻體保溫體系是外墻外保溫體系。目前,在建筑外墻外保溫體系中應(yīng)用的保溫材料主要由2類:易燃燒的有機(jī)保溫材料(如膨脹聚苯板,簡稱EPS板);不燃燒(即A級防火)的無機(jī)保溫材料(如水泥基泡沫混凝土保溫板和巖棉板)。
從 2007 年開始,隨著EPS保溫板在外墻保溫材料的廣泛應(yīng)用,由此引發(fā)的火災(zāi)此起彼伏。中央電視臺新址在建的附屬文化中心大樓火災(zāi)、北京奧運(yùn)會乒乓球比賽場館火災(zāi)、濟(jì)南奧體中心體育館2次失火、哈爾濱“經(jīng)緯360度”雙子星大廈火災(zāi)及南京中環(huán)國際廣場50層高樓外墻保溫火災(zāi)等,因此保溫材料的防火問題引起人們的高度關(guān)注。有機(jī)保溫材料外墻保溫工程火災(zāi)具有易燃、引燃性強(qiáng)、快速立體火災(zāi)、控制難度大、火災(zāi)多集中在施工階段、投入使用建筑危險(xiǎn)性大等特點(diǎn)。為深刻吸取火災(zāi)事故教訓(xùn),遏制當(dāng)前建筑易燃可燃外保溫材料火災(zāi)高發(fā)的勢頭,把好火災(zāi)防控源頭關(guān),在2015年5月1日起實(shí)施新修訂的國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB 50016-2014中做出了很大的限制。
塑化板是由鄭州工大高新材料科技有限公司經(jīng)過5年的實(shí)驗(yàn)室研究及2年的工廠中試,2年的工業(yè)化試生產(chǎn)及試應(yīng)用,目前已正式工業(yè)化生產(chǎn)并在河南省推廣應(yīng)用的一類新型的A級防火建筑保溫板。
二.幾種常用建筑外墻外保溫材料的綜合比較
有機(jī)保溫材料的主要特點(diǎn):保溫效果好,易燃燒,易老化(只有25年的使用壽命)。
無機(jī)保溫材料的主要特點(diǎn):防火性好,耐久性好,經(jīng)濟(jì)環(huán)保;但是吸水率大,保溫效果較差。水泥基泡沫保溫板屬于無機(jī)保溫材料。水泥基泡沫混凝土從生產(chǎn)工藝上又分為物理發(fā)泡和化學(xué)發(fā)泡兩種?;瘜W(xué)發(fā)泡泡沫混凝土主要由水泥(或粉煤灰和石灰,各種外加劑)、水、化學(xué)發(fā)泡劑(主要是雙氧水或鋁粉)經(jīng)過配料、攪拌、澆注、發(fā)泡、自然養(yǎng)護(hù)或蒸壓養(yǎng)護(hù)而成的多孔材料。近十幾年,我國科技人員采用雙氧水發(fā)泡,將化學(xué)發(fā)泡泡沫混凝土的密度大幅度降低,市場產(chǎn)品的密度約260kg/m3,抗壓強(qiáng)度約0.55MPa,導(dǎo)熱系數(shù)大于0.060W/(m·K)。由于化學(xué)發(fā)泡特性,產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)泡孔大,泡壁厚導(dǎo)致保溫效果差。另外成品易爆裂,損耗大也影響著市場應(yīng)用,目前很多省、市(特別是寒冷地區(qū))在節(jié)能建筑上限用和禁用。物理發(fā)泡泡沫混凝土是指由物理方法(主要利用空氣壓縮機(jī)和摻有發(fā)泡劑的溶液)產(chǎn)生泡沫再將泡沫加入到水泥(包括各種礦物摻合料、纖維和外加劑等)和水形成的漿體中,經(jīng)混合攪拌、澆注成型、養(yǎng)護(hù)而成的一種多孔材料。目前,國內(nèi)外所能生產(chǎn)的物理發(fā)泡水泥基泡沫混凝土密度在300-1200kg/m3,導(dǎo)熱系數(shù)大于0.070W/(m·K),該類產(chǎn)品主要有泡沫混凝土砌塊、泡沫混凝土板材和回填材料等。
巖棉板是由玄武巖、輝綠巖等天然巖石經(jīng)過高溫熔融或高溫礦渣熔融物,離心噴吹而成的無機(jī)纖維和適量的有機(jī)膠制成的保溫板。巖棉板的質(zhì)量需要嚴(yán)格的原材料及其配比和工藝條件才能保證。巖棉板是一種A級防火保溫材料,為了應(yīng)對建筑保溫材料的防火要求,目前市場上在大量使用巖棉板。但是,巖棉板有下列缺陷:強(qiáng)度很低(是一種軟體,類似棉被);巖棉板與墻體的粘結(jié)力很差;吸水率大,吸水后容易脫落,給外墻保溫的安全性留下隱患。
塑化板的主要原材料是水泥和礦物摻和料,專用外加劑,高分子聚合物等組成,采用預(yù)發(fā)泡技術(shù)(類似物理發(fā)泡)和水泥漿體濕磨技術(shù),成型、養(yǎng)護(hù)、切割得到產(chǎn)品。由于通過專用外加劑使高分子聚合物與水泥水化產(chǎn)物產(chǎn)生分子層次的化學(xué)鍵合作用,所以塑化板即有無機(jī)材料的優(yōu)點(diǎn)(防火性好,耐久性好,經(jīng)濟(jì)環(huán)保等),又有有機(jī)材料的優(yōu)點(diǎn)(有一定的塑性或韌性,不粉化不開裂等),其次塑化板中引入的泡孔直徑在微米級并且閉口率95%以上,所以塑化板的保溫性能較好。表1 是幾種常用建筑保溫材料的綜合比較。
表1 常用建筑外墻保溫材料綜合比較
項(xiàng)目 |
塑化板 |
化學(xué)發(fā)泡水泥基保溫板 |
巖棉板 |
有機(jī)保溫材料(EPS板) |
密度kg/m3 |
≦130 |
240 |
180 |
20 |
抗壓強(qiáng)度/MPa |
≧0.40 |
0.5~0.8 |
0.04-0.07 |
0.1 |
導(dǎo)熱系數(shù) W/(m·K) |
≦0.045 |
0.060 ~0.065 |
0.040 -0.047 |
≤0.042 |
吸水率/%(v/v) |
≤5 |
≤10 |
≧10 |
≤4 |
燃燒性能等級 |
A |
A |
A |
B2 |
生產(chǎn)成本元/m3 |
360 |
300 |
500~600 |
300~400 |
最高工作 溫度 /℃ |
1000 |
1000 |
350 |
80 |
使用壽命 |
與建筑同壽命 |
與建筑同壽命 |
25年 |
25年 |
環(huán)境友好 |
無需燒制,無廢水、廢渣、廢氣 |
無需燒制,無廢水、廢渣、廢氣 |
高溫?zé)?、高能?/span> |
利用石油資源,對環(huán)境有污染 |
生產(chǎn)耗能 |
無需蒸壓養(yǎng)護(hù) |
無需蒸壓養(yǎng)護(hù)
|
1800~2000℃沖天爐高 溫熔化離心甩成纖維 |
原材料為石油化工生產(chǎn)所得,耗能較高 |
三.塑化板的主要用途
塑化板主要應(yīng)用于建筑外墻外保溫體系,代替目前的EPS板、巖棉板和化學(xué)發(fā)泡的水泥基保溫板??梢杂糜谛陆ㄖ鈮ν獗?,也可以用于舊房改造的外墻外保溫。
四.塑化板在外墻外保溫工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析
以鄭州市達(dá)到65%節(jié)能率為例,塑化板厚度80mm,約相當(dāng)于70 mm厚EPS板的保溫效果。阻燃聚苯板(B2級)和塑化板售價(jià)均按600元/m3計(jì)。(1)阻燃聚苯板做lm2保溫,粘接砂漿+抹面砂漿需12kg、費(fèi)用18元,70mm厚聚苯板費(fèi)用42元,飾面層+施工費(fèi)用+利稅按40元/m2計(jì),合計(jì)100元/m2,保溫系統(tǒng)使用壽命25年,防火等級B2級。(2)塑化板做1m2保溫.粘接砂漿+抹面砂漿需12kg、費(fèi)用18元,80mm厚保溫板費(fèi)用48元,飾面層+施工費(fèi)用+利稅按40元/m2計(jì),合計(jì)106元/m2,保溫系統(tǒng)使用年限與建筑物同壽命,燃燒性能達(dá)到A級。如按一次性投資,則本系統(tǒng)比聚苯板系統(tǒng)貴6%,但本系統(tǒng)達(dá)到A級防火,人身和財(cái)產(chǎn)安全,且耐候性好、經(jīng)久耐用,與建筑物同壽命。在建筑物使用期內(nèi)無需多次進(jìn)行保溫層更換,綜合經(jīng)濟(jì)效益明顯占優(yōu)。建筑物壽命若按百年計(jì),聚苯板每25年更換1次,做1m2保溫共需投入100+25x100=400元/m2,若建筑物壽命按50年計(jì),則聚苯板系統(tǒng)共需投入50+25x100=200元/m2;而塑化板系統(tǒng)共需投入106元/m2??梢姳鞠到y(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益十分顯著,相信其市場占有率必將超過傳統(tǒng)的保溫系統(tǒng),有著巨大的市場潛力和經(jīng)濟(jì)效益。
五.塑化板的應(yīng)用前景
當(dāng)前我國約有430多億m2既有建筑,根據(jù)有關(guān)部門規(guī)劃,到2020年,至少有1/3、約140多億m2需要進(jìn)行保溫節(jié)能改造,按改造費(fèi)為200元/m2元計(jì)算,僅既有建筑的節(jié)能改造費(fèi)用就高達(dá)28 000億。此外,每年新建建筑竣工面積約20億m2,新建建筑保溫節(jié)能造價(jià)按100—150元/m2計(jì)算,每年新建筑節(jié)能造價(jià)有2000億元-3000億元;預(yù)計(jì)到2020年底,全國房屋建筑面積將新增近200億m2,新建筑節(jié)能造價(jià)約有20 000億元~30 000億元,也就是說,既有建筑的節(jié)能改造和新建建筑保溫節(jié)能合計(jì)約有50 000億元的市場。
使用安全環(huán)保建筑保溫材料是歷史發(fā)展及科技進(jìn)步的必然。綜合比較,用塑化板取代EPS板等易燃材料,技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理,技術(shù)漸趨成熟,適應(yīng)性強(qiáng),應(yīng)用面廣;用塑化板取代巖棉板,生產(chǎn)能耗更低,使用過程更環(huán)保、更耐久;用塑化板取代化學(xué)發(fā)泡水泥基泡沫板,保溫效果更好,使用面更廣??v觀未來建筑發(fā)展趨勢,塑化板有望成為建筑保溫的主導(dǎo)產(chǎn)品之一。
上一篇:無機(jī)塑化微孔保溫板可以做到防火與保溫的完美結(jié)合
下一篇:建筑保溫節(jié)能墻體的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢