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行业分析——建筑节能与聚氨酯保温的应用 2011-06-15

2009年2月9日,中央电视台新址北配楼文化中心和上海“11.15”这两次特大火灾发生后,目前在我国建筑行业和建材市场出现了一种值得注意的 舆论倾向:只关注建筑外保温材料防火安全指标达到了,忽视了建筑节能指标达不到要求也不重要。如果这种倾向任其发展下去,必将对我国未来建筑节能指标完成 带来巨大损害。

2009年2月9日,中央电视台新址北配楼文化中心和上海“11.15”这两次特大火灾发生后,目前在我国建筑行业和建材市场出现了一种值得注意的舆论倾向:只关注建筑外保温材料防火安全指标达到了,忽视了建筑节能指标达不到要求也不重要。如果这种倾向任其发展下去,必将对我国未来建筑节能指标完成带来巨大损害。为此,笔者提出一些观点,与同行探讨。

一、节能减排是国家长期坚持的国策

当今世界,绿色低碳经济已成为全人类的共同奋斗目标,也是我国未来经济发展的主流。节能减排是实现绿色低碳经济的重要手段,如何减少能耗已成为 世界各国共同关注和研究的课题。据统计在各国能源消耗中,建筑节能占全社会总能耗的比例最大。我国的建筑能耗占社会总能耗比例为30%左右。据建设部有关 负责人指出,在2000年我国建筑年消耗能耗共计3.76亿吨标准煤。目前我国新建建筑和既有建筑中,90%以上属于高能耗建筑。我国万元GDP能耗指标 远高于发达国家水平,单位建筑面积能耗是发达国家的2 ~ 3倍。

为此,我国住房和城乡建设部对我国建筑节能目标提出了明确要求:2010年全国城镇达到50%设计标准,四个直辖市和部分省市节能指标达到 65%标准;同时开展城市既有居住和公共建筑节能改造,其中大城市完成改造面积25%,中等城市完成15%,小城市完成10%。到2020年新建建筑东部 地区实现节能75%,中西部地区争取实现节能65%。并对既有建筑完成节能指标改造。

建筑节能也是我国实现低碳绿色经济的一项重要举措。我国是一个负责任国家。在今年元旦前,联合国环境署在印尼召开了节能减排会议,我国向全球郑 重承诺,我国将在今后国民经济发展中积极做好节能减排工作。据有关资料报导,使用一立方米聚氨酯(PU)保温材料一年,能减少二氧化碳(CO2)排放量 270公升。按一年消耗100万吨PU保温材料计算,则一年可减少CO2排放量高达700万吨。我国建筑用能增加对全国温室气体排放,其“影响率”已达到 25% 。


由此可知,建筑节能是我国实现节能减排长期坚持的一项重大国策。由于使用了保温材料,使建筑物减少了热量损失,等于减少了燃料消耗。据有关资料 报导,到2030年,建筑节能采用保温处理后,将使温室气体减排达到56亿吨。建筑节能指标能否完成不仅关系到国家整体能源的利用和消耗,也将影响我国向 国际社会承诺的低碳减排指标能否如期完成。同时建筑节能对提高国民生活水平也会带来明显福祉。因此我国建筑节能指标万万不能降。

二、聚氨酯是目前国内外最理想的建筑节能保温材料

国内外在实行建筑节能各项措施中,采取保温隔热材料是防止建筑物能耗损失最经济、最有效的技术措施,国内外普遍认为聚氨酯材料是目前最理想的建筑节能保温材料。其保温效果是聚苯板(EPS和XPS)的1.75倍、岩棉2倍、砖石29倍、木材85倍,混凝土89倍。

在国际上,聚氨酯材料以其优异保温性能在建筑节能保温领域有着大量成功且普遍的使用实例。在欧美经济发达国家,在建筑保温隔热材料中有50%比 例采用聚氨酯保温材料。在北美尤其加拿大等地区,聚氨酯用于建筑保温的市场份额每年都以5%以上的速度递增,并且很多是用于木质结构建筑的墙体内保温。在 欧洲,3升房、0升房都是采用聚氨酯保温系统,德国从60年代就开始施行外墙外保温,目前采用的有机保温材料是B1级的EPS和B2级的聚氨酯,其中B2 级的聚氨酯系统由于不具有火灾蔓延风险,可以不用无机材料做防火隔离带。在亚洲的日本,喷涂聚氨酯用于墙体的保温材料已占到有机保温材料市场份额的50% 以上。

在经济发达国家如欧美和日本等,几十年来聚氨酯保温材料一直被广泛应用,已成为建筑保温材料重要组成部份,是改善能源、减少二氧化碳排放的重要 手段。据美国聚氨酯协会调查表明,在美国采用喷涂聚氨酯材料对墙体和屋面进行保温,使用寿命已超过26年,97.6%乐动游戏(中国)有限公司官网未出现问题。聚氨酯保温材料在欧美建筑市场上依然是主流。

在我国,目前聚氨酯保温材料的使用率还不到10%。根据国内火灾事故案例的统计分析,目前尚未有一起外墙外保温薄抹灰体系施工完成后的建筑物,发生了重大火灾事故。基本上所有的火灾事故都发生在施工过程中,由于施工管理混乱、违规作业造成。因此,国家房屋城乡建设部已明确将聚氨酯保温材料作为我国未来建筑节能重点推广新材料。


三、关于对聚氨酯硬泡保温材料燃烧产物毒性气体的问题解析

目前国内对PU硬泡产生一种误解,认为PU硬泡燃烧后必定产生大量毒性气体,由此提出此种材料不能作为建筑的内保温和外保温材料,这种见解带有 一定的偏面性。事实上,聚氨酯本身是无毒的,与食物接触的冰箱冰柜的保温材料都是聚氨酯泡沫,聚氨酯弹性体可以做人造血管和心脏瓣膜,大家所穿的带有氨纶 的衣服,其中的氨纶也是聚氨酯,其学名叫聚氨酯弹性纤维。

聚氨酯泡沫中含有的主要成分是碳、氢、氧和不到10%的氮。因此在其燃烧气体中通常能找到的主要成分是二氧化碳、一氧化碳和水,以及低浓度的其 他氧化产物和氰化氢。实验证明:聚氨酯燃烧过程中产生的有毒气体并不比乐动游戏(中国)有限公司官网常见的含N元素的物质多,如羊毛、晴纶,合成木材等。其中这方面的实验室测试最 常用的是德国标准DIN 53436。该标准可用来进行在相应于各种火场条件的不同温度和不同风量下的产品特性的比较。用聚氨酯硬泡和软泡材料制成的相同体积的样条在此条件下生成 的分解产物与木材燃烧时产生的危害物质强度相当,而比规定的燃烧条件下毛毡和皮革产生的危害物浓度低。另外,PU泡沫燃烧产物毒性气体的成分不是不可以改 变的,更不是必然的,这主要取决于PU泡沫的结构,以及采取何种阻燃剂和抑烟剂,通过科学的研究方法,完全可以研制成燃烧产物烟密度小,毒性低的PU泡沫产品。

四、聚氨酯无机复合保温材料是防火性最强、保温性能最好的理想材料

聚氨酯建筑外保温材料最高防火安全性能等级为B1难燃级。国家公安部消防局[2009年]46号文件规定,对于防火安全要求高的场合,要求采用不燃A级材料。据此要求,目前只有无机材料可达到A级防火要求。但无机材料的保温导热系数比聚氨酯等有机保温材料大得多,即保温性能较差,根本难以达到国家规定的建筑节能指标要求。因此,目前国内外都正在开发聚氨酯型无机复合保温材料。

目前已经有多家企业成功开发了B1级无卤难燃聚氨酯保温材料和燃烧等级达到A级的聚氨酯无机复合保温材料,并实现了工业化生产和应用。


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