一、建筑保溫節(jié)能的必要性
近年來,世界經(jīng)濟有了很大的發(fā)展,但隨之能源也出現(xiàn)了緊張局面.能源短缺和浪費已經(jīng)成為社會經(jīng)濟發(fā)展的主要瓶頸之一,已經(jīng)危及到社會的可持續(xù)發(fā)展.在我國,建筑能耗是能源消耗的大戶.有關(guān)專家指出,目前國內(nèi)建筑物能耗,占社會總能耗的比重已超過了28%(北方地區(qū)的采暖能耗超過了當?shù)厣鐣偰芎牡?0%).解決能源短缺的重要措施之一是節(jié)約能源,發(fā)展經(jīng)濟所需的能源要更多地依靠節(jié)能來解決,建筑節(jié)能無疑是節(jié)能系統(tǒng)工程的重要環(huán)節(jié).在建筑方面,在使用過程中的能耗,主要包括采暖,通風(fēng),空調(diào),家用電器等,其中又以采暖和空調(diào)能耗為主,特別是我國地域廣闊,冬寒夏熱的情況十分突出,再加上我國建筑物的保溫隔熱和氣密性能很差,采暖系統(tǒng)熱效率低,單位住宅建筑面積采暖能耗約為發(fā)達國家的三倍.我國建筑用能又以煤為主,現(xiàn)在每年采暖燃煤要排放二氧化碳達 1.9億噸,排放二氧化硫近300萬噸,研究表明采暖燃煤已經(jīng)成為城鎮(zhèn)采暖期空氣污染大大超過標準的主要原因.因此建筑節(jié)能就成為社會備受關(guān)注的議題,而節(jié)能的重點就放在圍護結(jié)構(gòu)采暖和降溫的能耗上.這樣建筑圍護結(jié)構(gòu)的保溫節(jié)能系統(tǒng)就日益加強。
二、墻體保溫技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
目前墻體保溫系統(tǒng)有外墻外保溫系統(tǒng),外墻內(nèi)保溫系統(tǒng)和夾芯保溫系統(tǒng),現(xiàn)今市面主要使用外墻外保溫系統(tǒng),它由粘結(jié)層,絕熱層,保護層,飾面層等組成,施工形式有澆筑法,粘貼法,外掛法等.此技術(shù)的優(yōu)點有適用范圍廣,技術(shù)含量高;保護主體結(jié)構(gòu),延長建筑物壽命;基本消除了"熱橋"的現(xiàn)象,較好地發(fā)揮了材料的節(jié)能保溫功能;有利于室溫穩(wěn)定;有利于室內(nèi)裝修,節(jié)省空間等。
在保溫系統(tǒng)中zui主要的保溫層現(xiàn)在大多采用聚苯板或擠塑板,還有部分使用巖棉,聚苯板的導(dǎo)熱系數(shù)一般在0.036 W/(m·K)左右,而擠塑聚苯板的導(dǎo)熱系數(shù)一般在0.028 W/(m·K)左右,厚度按熱工計算一般為40～60mm時能滿足節(jié)能50%的要求.但隨著建筑節(jié)能要求的提高,節(jié)能標準由節(jié)能50%提到65%,若要滿足節(jié)能65%的要求,掛貼聚苯板的厚度還要加厚,由于厚度過大,板材及其外保護層的重量使保溫體系易出現(xiàn)開裂等質(zhì)量問題,體系可靠性大大降低,并且一旦開裂就會影響到保溫體系的防水性,水分的入侵會造成保溫材料的失效,所以要滿足節(jié)能65%的要求,則必須尋找和采用新的保溫材料,這樣聚氨酯保溫材料以其*的性能成為新材料的。
三、聚氨酯保溫材料在墻體保溫系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)勢
聚氨酯硬泡體具有一系列的優(yōu)點,從而使它當之無愧的用作新型的保溫材料
?、?導(dǎo)熱系數(shù)低,保溫隔熱效果好
由于聚氨酯發(fā)泡時閉孔率高,所以當聚氨酯硬泡密度為35-40Kg/m3時,導(dǎo)熱系數(shù)僅為0.018-0.023W/(m·K),25mm厚的聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料的保溫效果相當于40mm厚的EPS,45mm厚的礦棉,380mm厚的混凝土或860mm厚的普通磚.在同樣保溫效果下,保溫層厚約相當于EPS 的一半,在目前所有保溫材料中導(dǎo)熱系數(shù)zui低,其熱工性能*.
?、?具有良好的粘結(jié)性能
聚氨酯的發(fā)泡技術(shù)使它具有*的粘結(jié)性能,聚氨酯硬泡體直接噴涂于墻體,系反應(yīng)物料受壓力作用,通過噴槍形成混合物直接發(fā)泡成型,液體物料具有流動性,滲透性,可進入到墻面基層空隙中發(fā)泡,與基層牢固地粘合并起到密封空隙的作用.其粘結(jié)強度超過聚氨酯硬泡體本身的撕裂強度,從而使硬泡層與墻面基層成為一體,不易發(fā)生脫層,聚氨酯可與很多材質(zhì)的建筑外墻粘貼,包括砌塊,磚石,混凝土墻,木材,金屬等各種材料,還能與玻璃強力粘貼.
?、?防水性能好
聚氨酯硬泡吸水率低,抗水蒸氣滲透性好,泡沫孔呈獨立狀態(tài),互不連通,閉孔率達95%以上,是結(jié)構(gòu)致密的微孔泡沫材料,與空氣接觸的表面更加致密,不易透水,屬憎水材料,噴涂施工時可進入到墻面基層空隙中發(fā)泡,與基層牢固地粘合并起到密封空隙的作用,因此防水效果好,吸水率≤1%,且不會因吸潮而增大導(dǎo)熱系數(shù),防水性能可靠.
④ 現(xiàn)場噴涂或澆注施工,整體性好
聚氨酯硬泡采用噴涂或澆筑施工,施工具有連續(xù)性,*的施工技術(shù)使整個保溫層無接縫,具有整體性,通過機械化施工,墻體形成無接縫連續(xù)殼體.
?、?耐老化,阻燃,化學(xué)穩(wěn)定性好
與聚苯乙烯等有機保溫材料相比,聚氨酯的耐老化性能更加優(yōu)異,化學(xué)性能穩(wěn)定,抗老化強度的溫度范圍大,聚氨酯硬泡體在低溫-50℃情況下不脆裂,在高溫+150℃情況下不流淌,不粘連,可正常使用,且耐弱酸,弱堿等化學(xué)物質(zhì)侵蝕,使用壽命更長.同時,硬質(zhì)聚氨酯泡沫在阻燃劑的作用下,很容易達到國家阻燃標準B2級,燃燒中不出現(xiàn)熔融物質(zhì)滴落現(xiàn)象,更適合現(xiàn)在建筑保溫材料的要求.
⑥ 施工方便,施工效率高
聚氨酯保溫材料既可用于新房,也可用于舊房改造,適應(yīng)于任何形狀結(jié)構(gòu),特別是異型層面,且維修方便,適用于各種墻體維護施工.當舊基層未發(fā)生脫層,起鼓,可以不鏟除舊基層,直接在舊基層上噴涂施工,降低了工程強度和難度,節(jié)省工程造價及施工時間,現(xiàn)場施工可以實現(xiàn)標準化,工業(yè)化,操作簡便,其施工效率高出其他保溫施工方式幾倍.
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聚氨酯性能穩(wěn)定,抗老化能力強,已用工程總結(jié)和研究表明,其使用年限可達25年以上,并且不含甲醛.通常無須維修,節(jié)約的費用將是十分可觀.
聚氨酯保溫材料由于將防水,保溫,隔熱,隔音技術(shù)有機結(jié)合,使建筑物節(jié)能*,并且施工簡單,從而在國內(nèi)外引起廣泛關(guān)注.建筑節(jié)能成為硬質(zhì)聚氨酯泡沫的重要應(yīng)用領(lǐng)域之一,對其在保溫領(lǐng)域中的應(yīng)用技術(shù),國內(nèi)外的專家和建筑技術(shù)人員進行了廣泛的研究.
四,國外墻體保溫現(xiàn)狀及聚氨酯在保溫體系中的的應(yīng)用和技術(shù)現(xiàn)狀
在國外,建筑節(jié)能體系發(fā)展較早,美國在20世紀70年代就制定了《建筑節(jié)能設(shè)計和評價方法》,德國在1976年頒布了《建筑節(jié)能法》,加拿大也較早的實施《新建筑節(jié)能法》,依此些法規(guī)為標準,國外建筑節(jié)能體系開始發(fā)展,外墻外保溫節(jié)能體系以其*性發(fā)展起來,經(jīng)過一段時間的發(fā)展,技術(shù)已較為完善.并在*范圍內(nèi)開始推廣,現(xiàn)在外墻外保溫技術(shù)已發(fā)展為十幾種節(jié)能保溫體系,如典型的外墻外保溫體系,夾心保溫體系,現(xiàn)澆混凝土外墻外保溫自掛板體系等,其所用的保溫材料也由原來的單一性向多樣化發(fā)展.
目前,在歐洲國家廣泛應(yīng)用的外墻外保溫系統(tǒng)主要有三種.其一為膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng);二是巖棉纖維平行于墻面的外墻外保溫系統(tǒng);其次是巖棉纖維垂直于墻面的外墻外保溫系統(tǒng).外墻外保溫系統(tǒng)在歐洲的應(yīng)用,zui初是為了彌補墻體裂縫.通過實際應(yīng)用后發(fā)現(xiàn),當把這種泡沫塑料板粘貼到建筑墻面以后,的確能夠有效地遮蔽墻體出現(xiàn)的裂縫等問題,同時又發(fā)現(xiàn),這種復(fù)合的墻體材料具有良好的保溫隔熱性能,節(jié)約了實際應(yīng)用能量的費用.經(jīng)過對該類系統(tǒng)進行熱工實驗得知,建筑物采用外墻外保溫系統(tǒng)是zui直接zui科學(xué)的節(jié)能方式之一. 20世紀60年代,美國從歐洲引入此項技術(shù),并根據(jù)本國的具體氣候條件和建筑體系特點進行了改進和發(fā)展.同樣在70年代初的能源危機期間,由于建筑節(jié)能的要求,外墻外保溫及裝飾系統(tǒng)在美國的應(yīng)用不斷增加,至九十年代末,其平均年增長率達到了20～25%.至今此項技術(shù)在美國的應(yīng)用也達四十多年之久,zui高建筑達44層.
隨著節(jié)能要求的提高和聚氨酯保溫技術(shù)的發(fā)展,聚氨酯保溫材料越來越引起國外保溫行業(yè)的關(guān)注.并對聚氨酯在保溫系統(tǒng)中的應(yīng)用技術(shù)作了大量的研究和工程應(yīng)用.國外聚氨酯硬泡在墻體保溫中的技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
