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聚氨酯節能夾芯板在建筑中的應用

作者:宋新利 趙鋒 胡文悌 薛澤輝 李法成 賈新玲 楊莉 梁韓菊    
時(shí)間:2012-02-14 17:03:33 [收藏]
聚氨酯節能夾芯板作為一種新型建筑材料,在節能、美觀(guān)、色彩、平整性、耐用以及造型上都達到了一個(gè)新的水平,同時(shí)又具有加工制作方便、施工速度快等特點(diǎn),越來(lái)越受到建筑界的青睞,本文結合具體工業(yè)廠(chǎng)房為例,詳細介紹聚氨酯節能夾心板的產(chǎn)品特點(diǎn)、適用范圍、設計選用和施工安裝
    關(guān)鍵詞:聚氨酯夾芯板 節能 圍護

    1 概述
    工業(yè)建筑能耗在社會(huì )總能耗中占據較大比例,我國在有關(guān)工業(yè)建筑節能設計等方面的規范、標準還不健全,隨著(zhù)國家節能減排工作的深入,工業(yè)建筑的節能工作也日益受到重視。聚氨酯節能夾芯板作為一種目前國際上公認的最佳節能建筑材料,以其高效的保溫、隔熱、隔音、耐火的諸多優(yōu)勢迅速被國內外建筑市場(chǎng)所認可,市場(chǎng)前景良好。
    聚氨酯節能夾芯板是采用彩色涂層鋼板做面材,經(jīng)輥壓成型后中間注入保溫阻燃型聚氨酯泡沫液體,經(jīng)過(guò)高溫、發(fā)泡、固化等特定工藝加工后芯材與面板強力粘結復合而成,具有良好的保溫、防火、節能、環(huán)保等特點(diǎn)。目前被廣泛用于大型超市、辦公樓、體育場(chǎng)館、候機樓、大型工業(yè)廠(chǎng)房的圍護系統,作為建筑板材,聚氨脂夾芯板是節能環(huán)保、綠色環(huán)保、藝術(shù)建筑的結合體。
    2、聚氨酯節能夾芯板產(chǎn)品特性及分類(lèi)。
    2.1、聚氨酯材料特性;
    2.1.1高效保溫、環(huán)保;
    保溫、隔熱性好,導熱系數可達到0.017-0.022W/m·k,經(jīng)過(guò)測試,每20mm厚度聚氨酯保溫板相當于50mm厚EPS聚苯乙烯保溫板、175mm厚的木材、1075厚的磚墻的保溫效果。與其他材料相比,聚氨酯的保溫性能最好,所需的板材厚度也最薄,因而可以大大增加建筑實(shí)際使用面積。另外,聚氨酯節能夾芯板發(fā)泡劑采用的是先進(jìn)的HCFC-141b 和戊烷發(fā)泡技術(shù),對大氣臭氧損耗潛能值為零。
    2.1.2整體密封、防水性能好;
         整體密封、無(wú)空腔無(wú)縫粘結,適應各種形狀基面,閉孔率大于97%以上,自結皮閉孔率100%,能很好的防止雨水和結露水的滲入。
    2.1.3穩定性好;
         聚氨酯自身在±30℃溫度變化情況下,尺寸穩定性小于1%,伸延率大于5%,不會(huì )開(kāi)裂,具有較強的韌性。
    2.1.4 阻燃性好;
         聚氨酯是熱固型材料,離火3s自熄碳化,它不熔也不形成燃燒熔融滴落物,避免建筑物應用中,產(chǎn)生連續引燃物體。硬質(zhì)聚氨酯泡沫材料的燃燒等級可以達到GB8624-2006中的B級標準,能滿(mǎn)足一般建筑的防火要求。
    2.2、聚氨酯節能夾芯板產(chǎn)品分類(lèi)及應用;
         根據建筑中的使用位置,聚氨酯節能夾芯板分為屋面板系列(圖2-1)和墻面板系列(圖2-2)。另外,根據建筑立面裝飾需要,聚氨酯節能夾芯板又分為建筑保溫裝飾板、建筑高檔金屬幕墻板、建筑外墻外保溫裝飾板、建筑特色功能型裝飾板等。\
    2.2.1、建筑保溫裝飾板;
    根據外層鋼板的顏色、圖案、成型等變化,聚氨酯節能夾芯板又分為波紋板(圖2-3)、鏡面板(圖2-3)、壓花板(圖2-4)、印刷板(圖2-5)、噴涂板(圖2-6)等。此類(lèi)裝飾板特點(diǎn)是:構造簡(jiǎn)潔大方、安裝簡(jiǎn)單方便;保溫、隔熱以及密封性好;另外表面平整度好,有很強的平面剛度,整體抗風(fēng)能力較強;
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    2.2.2、建筑高檔金屬幕墻板;
    建筑高檔金屬幕墻板(圖2-7)是外層面板用高檔鋼板、氟碳鋁板或鈦鋅板,內部芯材采用不含氟氯碳化物的聚氨酯PU、聚異氰脲酸酯酸酯PIR等保溫材料復合而成。它采用了獨特的隱藏插入式結構,使安裝快捷,表面平整光滑;采用了獨特的側面折邊工藝可使板的平整度達到優(yōu)雅無(wú)瑕疵的效果;另外它的雙重密封防水設計系統能使建筑外墻達到更優(yōu)異的氣密、水密效果。

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    2.2.4、建筑特色功能型裝飾板;
    建筑特色功能型裝飾板主要產(chǎn)品有澳絨內飾板(圖2-9),它的面板是以熱鍍鋅、鋁卷材等作基板,涂上特殊粘結劑,然后將尼龍等短纖維進(jìn)行連續靜電植絨(也稱(chēng)植絨鋼板),中間芯材采用聚氨酯硬質(zhì)發(fā)泡。該產(chǎn)品具有更優(yōu)良的耐腐蝕性,具有防止結露(澳絨面的吸水性>400g/?)、阻燃、吸光、吸音、保溫、裝飾、易成型等特性,在日本廣泛應用于建筑的屋頂、墻體、通風(fēng)管道等領(lǐng)域。

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    3、聚氨酯節能夾芯板的應用實(shí)例
    3.1、工程概況
    某工業(yè)廠(chǎng)房位于河南新鄉市,屬夏熱冬冷地區,建筑面積8682m2;因設備及工藝要求,廠(chǎng)房?jì)炔砍D隃囟炔坏陀?8℃,對廠(chǎng)房的保溫、隔熱有嚴格的要求,另外從建筑空間的節能考慮,屋面坡度取3%。
    3.2、聚氨酯夾芯板熱工性能分析;
    3.2.1、 熱工性能的基本參數   材料導熱系數 λ :表示物質(zhì)的熱傳播的能力。 λ越小,物體的熱絕緣性越好。這個(gè)標準是在實(shí)驗室里,根據ISO 8301的標準,在100℃的條件下測定的,單位是 w/m · k 。λ值小于0.065w/m · k,這個(gè)物體是熱的絕緣體。傳熱阻值 R:表示一個(gè)物體在傳播熱量時(shí)從一側傳播到另一側受到的阻礙大小。同物體的厚度和導熱系數有關(guān) R=d(厚度)/ λ(導熱系數),單位:?·k/w   R值越高,表示物體絕熱性能越好。傳熱系數 K:是表示熱量傳播能力的系數。K=1/R,它的單位是w /? · K   K值越低,表示物體絕熱性能越好。
    3.2.2、 聚氨酯節能夾芯板的熱工性能
    計算條件:50mm厚聚氨酯節能夾芯板,室內不砌其他墻體。                       
    總傳熱阻值R:
    冬季 RJ0=0.11+0.05/0.02+0.04=2.65 ?·k / W
    夏季 RJ0=0.11+0.05/0.02+0.05=2.66 ?·k / W
    總傳熱系數K:
    冬季 K=1/2.65=0.377 W/(?·K) <0.4 W/(?·K)
    夏季 K=1/2.66=0.376W/(?·K) <0.4 W/(?·K)
    結論:50mm厚的聚氨酯節能板系統具有良好的保溫性能,能滿(mǎn)足一般廠(chǎng)房的工藝要求。

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    3.4、聚氨酯夾芯板倒置TPO卷材防水屋面
    3.4.1、 TPO卷材防水特性  
    l         不含增塑劑,卷材不會(huì )因增塑劑遷移而變脆
    l         無(wú)氯成分,熱焊接過(guò)程中無(wú)氯釋放,不污染環(huán)境 
    l         高斷裂強度、高撕裂強度和耐穿刺性能  
    l         陽(yáng)光反射率高,節能,減少城市熱島效應,表面光滑,耐污染
    l         水蒸汽滲透率低;耐熱老化,尺寸穩定,116 ℃下680h收縮<0.5%
    l         現場(chǎng)熱焊接,接縫剝離強度高,冬季易于施工
    l         耐候性?xún)?yōu)越,顏色穩定,耐污染、耐褪色、耐粉化
    l         多種可選擇的顏色:白色、棕黃色和灰色等
    l         材料可回收利用,符合環(huán)保要求
    l         最高20年防水系統質(zhì)保
    3.4.2、卷材防水屋面具體做法
    本廠(chǎng)房屋面坡度3%,加上因工藝要求屋面開(kāi)洞多,屋面防水處理難。另外廠(chǎng)房隨著(zhù)使用年限的延長(cháng)伴隨而來(lái)的金屬屋面/彩鋼瓦屋面彈性變形產(chǎn)生位移、開(kāi)縫、腐蝕、結構膠的老化脫落、固定螺栓的松動(dòng)等因素引起屋面滲漏??紤]采用倒置聚氨酯夾芯板TPO卷材防水組合屋面(圖3-4),即倒置屋面板熱塑性聚烯烴(TPO)卷材防水與聚氨酯屋面板相結合,既可以有效的解決屋面的漏水問(wèn)題,也可以解決聚氨酯屋面板波峰較低對屋面坡度的限制,圖3-5為卷材屋面出屋面洞口局部處理效果。

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    4.2、聚氨酯節能夾芯板防冷橋的做法。
          聚氨酯節能夾芯板具有極高的保溫效果,但在與之配套的連接處如果不考慮防冷橋做法,聚氨酯節能板的保溫效果將大打折扣。建筑中容易產(chǎn)生冷橋的地方有:窗戶(hù)、采光板、天溝、墻板拼縫等處。在板與板搭接部位可采用密封膠條固定(圖4-3),在天溝室內一側部位,可粘貼保溫棉或其他保溫隔熱材料。

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    4.3、關(guān)于聚氨酯節能夾芯板連接固定的一些問(wèn)題。
          由于聚氨酯夾芯板平面內剛度較大,在溫度影響熱脹冷縮時(shí)會(huì )產(chǎn)生較大的溫度應力,可能將其固定螺釘剪斷,從而造成安全隱患。為解決受溫度影響而產(chǎn)生的伸縮問(wèn)題,建議在聚氨酯夾芯板固定釘孔位置采用橢圓孔設計。同時(shí),在施工過(guò)程中板與板搭接處加設滯水帶、密封膠條,徹底杜絕漏水現象的發(fā)生。
    5、結語(yǔ)
       聚氨酯節能夾芯板作為一種新型建筑材料,以其多變的顏色,輕質(zhì)節能環(huán)保的特性,通過(guò)巧妙的搭配組合,能夠賦予建筑外觀(guān)的立體質(zhì)感和自然景象,是民用建筑、現代廠(chǎng)房圍護墻體的最佳選擇。
     
                                    參考文獻
    [1] JGJ 26-1995    民用建筑節能設計標準;
    [2] GBT 23932-2009建筑用金屬面絕熱夾芯板;
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