[摘 要] 聚氨酯(PU)是聚氨基甲酸酯的简称,根据所用的原料不同和配方的变化,可制成软质、半硬质和硬质聚氨酯泡沫塑料。在建筑保温中大都用的是硬质聚氨酯泡沫塑料,从世界范围来说其应用相当广泛。其优势体现在节约能源,机械强度高,品质稳定,抗湿热性能优良,具有良好的施工性能等。
[关键词] 聚氨基甲酸酯(PU) 外墙 外保温 节能
聚氨酯(PU)是聚氨基甲酸酯的简称,根据所用的原料不同和配方的变化,可制成软质、半硬质和硬质聚氨酯泡沫塑料。在建筑保温中大都用的是硬质聚氨酯泡沫塑料,从世界范围来说其应用相当广泛。
世界上许多国家对住宅建筑工程管理论文建筑能耗均有不同的标准,这种标准的实施在不同程度上限制了其它保温材料的应用,特别是在西方发达国家,硬质聚氨酯泡沫塑料在建筑保温领域已经占据了主导地位。
在我国,硬质聚氨酯泡沫塑料早已用于冷库、冰箱、航空、石油汽车等行业,现在也开始用做建筑外墙外保温材料。可以预言,随着我国建筑节能工作的进一步开展,聚氨酯也将在建筑领域大有作为。
1 聚氨酯作为建筑保温材料的优势
1.1 节约能源聚氨酯作为墙体隔热材料除了其突出的机械性能和化学性能以外,主要优势在于其能够节约能源。
硬质聚氨酯泡沫带来的额外费用将会由供暖和制冷费用的大幅度减少而抵消。此外,能源的节省也会减少二氧化碳的排放,因而减轻温室效应,较薄的保温层也可增加建筑物内部使用面积,这对地价越来越昂贵的城市有着特别的吸引力。
1.2 机械强度高,品质稳定目前用于建筑保温的大多数PU保温硬质泡沫塑料的体积密度约为 32-52kg/m3,能承受机械荷载并且硬度很高,这使其成为在坚固抗压结构建筑中的理想材料。由于PU硬质泡沫塑料属于闭孔结构,故而其不会因为毛细管作用产生吸水而使保温性能下降,因其不含甲醛,故不会对环境造成污染危害;不受微生物的侵袭,具有中性的微生物特性;易切割,可针对各种要求完成定制保温层的铺设。
1.3 导热系数低PU 硬质泡沫塑料保温材料的导热系数可达 0.019-0.025w/(m•k),低于空气的导热系数。
1.4 节能效果显著对一幢采用硬质泡沫塑料板进行保温的独立建筑进行能量守恒模型计算,结果证明:使用 1m3、WLG025的 PU,可在 50 年内节省 6.55 万千瓦时的能量,生产PU硬质泡沫塑料所需的能量在第一个采暖期内(房屋投入使用后仅 8 个月)就能回收。用已保温的建筑物举例说明,可减少煤耗达 60%。除了节能和减少有害物质的排放外,这种保温材料还能使室内全年保持最舒适的温度环境。
2 聚氨酯保温与其它保温材料的对比
2.1 导热系数低,保温效能好硬泡喷涂聚氨酯是一种高分子热固型聚合物,是优良的保温材料,其导热系数为 0.019-0.025 w/(m•k),为墙体保温技术的发展提供了一种优良的材料,为实现更高的墙体节能要求创造了条件。
2.2 稳定性强由于硬泡聚氨酯的特殊结构,很容易与墙体粘结,所以聚氨酯保温体系能在当地最不利的温度与湿度条件下,承受风力、自重以及正常碰撞等各种内、外力相结合的荷载,保温层仍不致与基底分离、脱落,表现出良好保持稳定性。
2.3 有较好的防火性能内外墙体的保温,防火处理不容忽视。聚氨酯在添加阻燃剂后,是一种防火阻燃性较好的材料,它的软化点可达到 250℃以上。
2.4 抗湿热性能优良水密性好。硬泡聚氨酯材料有优良的防水、隔汽性能,材料不含水,吸水率又很低,能很好地阻断水和水蒸气的渗透,使墙体保持一个良好、稳定的绝热状况,是目前其他保温材料很难实现的。
墙内不会结露。在墙体内部或者在保温层内部结露都是有害的,在新建墙体干燥过程中,或者在冬季条件下,室内温度较高的水蒸汽向室外迁移时由于受到硬泡聚氨酯的阻隔,墙内不可能结露。在室内湿度较低,以及室内墙面隔湿状况良好时,又可以避免由于墙内水蒸汽湿迁移所产生的结露。
能耐受当地最严酷的气候及其变化。无论是高温还是严寒,都不会使聚氨酯保温体系产生不可逆的损害或变形。例如在 50℃的气温下经过较长时间的曝晒后突然降下阵雨,或者在曝晒后进行遮阴,产生类似上述温差时,对墙体的表面都不会造成损害。如此,就可避免表面温度变化产生的变形使表面出现裂缝。
2.5 耐撞击性能优于 EPS 等保温材料硬泡聚氨酯是一种比强度(材料强度与体积密度比)较高的材料,作为保温材料其性能优于发泡聚苯、岩棉等材料,抵抗外力的能力也较强。硬泡聚氨酯保温体系能承受正常的人体及搬运物品产生的碰撞。
2.6 对主体结构变形适应能力强,抗裂性能好聚氨酯是一种柔性变形量较大的材料,抵抗外界变形能力强,在外力和温度变形、干湿变形等作用下,不易发生裂缝,有效地保证了体系的稳定性、耐久性。当所附着的主体结构产生正常变形,诸如发生收缩、徐变、膨胀等情况时,硬泡聚氨酯保温体系都不会产生裂缝或者脱开。
耐久性满足 25 年要求。
2.7 具有良好的施工性能聚氨酯板材易切割,可针对各种要求完成定制保温层的铺设。也可现场浇铸或喷涂,聚氨酯施工对建筑物外形适应能力很强,尤其适应建筑物构造节点复杂部位的保温如:外飘窗、老虎窗、变形缝、管道层、楼梯间等。既能建证筑保复杂部位全方位的保温效果,又能防止水或水蒸气对保温层的破坏。
2.8 易于维修硬泡聚氨酯保温体系的装饰面层的维修非常方便,维修后能使其外观以及功能保持良好状态。
2.9 环保性能好用于墙体保温的聚氨酯是一种化学稳定性较高的材料,耐酸、耐碱、耐热,聚氨酯是无溶剂型的、非氟锂昂型的,因而不会产生有害气体,不会对环境造成危害。
3 聚氨酯保温体系两种施工方法的区别
聚氨酯保温体系施工方法包括喷涂工艺及板块粘贴工艺,二者主要有以下区别:
3.1 达到相同的保温效果,厚度不同同样达到节能 65%,采用喷涂的方式需要喷涂 60-80mm厚的硬质 PU,(因为喷涂施工受施工手法和环境影响很大,所以保温效果也不一样),而采用粘贴 PU 板块的方式仅需要 40mm厚的硬质 PU。
3.2 表面平整度不同因为PU喷涂工艺是人工喷涂,尤其是立面施工,容易流淌。用人工找平,表面平整度不好控制,而且每次不能厚涂,只能薄涂,分多次喷涂。最后的表面还会凹凸不平。
而板块是工厂采用自动化的工艺和专用的切割设备及对各种参数的严格控制而成型的,表面平整度偏差可控制在±0.5mm以内。现场施工时,用粘结腻子粘贴或抹面胶浆整平时,很容易一次找平。
3.3 施工难易性PU 喷涂工艺不容易施工,厚度很难控制。只能数次喷涂才能达到标准厚度,一次喷涂厚度过大,平整度很难控制,一次喷涂厚度过小,保温层密度有可能增大,浪费原材料,增加成本,受环境的限制也很大。
板块粘贴的方式不存在以上的问题,采用我国通行的保温板材黏贴工艺,很容易施工。
3.4 受环境影响的不同聚氨酯硬泡喷涂施工受各种因素的影响很大,若有其中一项的条件不符合,很容易造成发泡不良,严重影响保温效果及长期的稳定性。对喷涂工艺的要求也很高,需严格按照标准的距离和角度及喷涂压力进行施工,否则发泡会不均匀。板块粘贴的方式受环境的影响相对较小,施工温度控制在 5℃-40℃,保证墙体基层牢固、干净即可。
3.5 保温稳定性聚氨酯硬泡喷涂施工是手工操作,更容易受环境的影响,所以会造成局部发泡不均匀,尺寸稳定性和保温性能均不稳定。建筑工程管理论文而板块粘贴方式,采用成型的板块,不存在这些问题。
3.6 机械强度聚氨酯硬泡喷涂是现场施工,发泡不能达到最佳效果,会影响机械强度,造成强度不一致,强度相对板块要低。
而聚氨酯板块是在固定的发泡设备及成型模具中做的,各项工艺参数都控制在最优状态下。所以机械强度自然很高,其中抗压强度能达到 0.20-0.30N/mm2。
[参 考 文 献]
[1]杨述武.普通物理实验(力学.热学部分)[M].北京:高等教育出版社,1993,273-276[2]刘顺华.热线法的应用[J].计量与测试技术,2002,(2):202-211
[3]高永祥.用软件作直线拟合[J].电力学报,2003,18(2):141-143