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作为高分子新材料的聚氨酯工业发展很快,2005年总消费量达300万吨,这两年的平均年增长率约16%。目前亚洲是世界聚氨酯工业发展最快的地区,而我国又是亚洲聚氨酯发展最快的中心地区。虽然我国聚氨酯产业规模已达到很大程度,但由于人口众多,聚氨酯的人均消费量在世界上仍居中下水平,因此聚氨酯市场在我国仍有广阔空间。
节约能源是我国的基本国策,建筑节能是国家节能工作的重要组成部分,也是贯彻可持续发展战略的重要举措。全面推进建筑节能,有利于保证国民经济持续稳定快速发展,减少温室气体排放,减轻大气污染,改善人民生活和工作环境。
在建筑节能中,外围护结构保温隔热是至关重要的环节,其核心问题往往是保温材料及配套技术体系的选用。聚氨酯作为高效保温材料,其实已经进入千家万户。多年来,所有电冰箱都采用聚氨酯作保温,其高效是经过验证和有目共睹的。聚氨酯在我国建筑节能工作中将扮演越来越重要的角色,在我国建筑领域拥有光明的发展前景。
降低建筑能耗的呼唤
经过十多年积极推进,我国建筑节能工作已取得一些初步成效,但与每年全国城乡新增建筑面积16-19亿平方米的规模和进程相比,与发达国家取得的显著成绩相比,严重滞后。随着我国经济和社会发展以及城镇化进程的加快,建筑用能正在持续快速上升,其所占全社会能耗的比重不断增大,专家预计将从目前的27%上升到2020年的35%左右。这种状况如不能尽快得到扭转,必将对我国国民经济、能源安全和生态环境构成严重威胁。
而现在我国节能建筑市场的技术、材料、产品严重不足,专家认为这主要表现在:创新能力差,新技术、新产品的研究开发相对滞后,难以形成主流产品与技术;达到节能性能的墙体、保温材料供应严重不足,且品种单一。目前如保温材料,只有聚苯乙烯、岩棉等几个品种,如果北方和过渡地区城市新建住宅都按节能标准建造,则年需求为4000万立方米;由于信息扩散不力,能够决定市场需求的开发商、业主等投资主体并不了解建筑节能的相关信息,难以进行投资决策。所以建设部等相关部门一再强调要推进建筑围护结构节能成套技术的研究和推广,尤其要重点发展适用于不同气候条件下的各种节能墙体、屋顶以及门窗,特别是外墙外保温技术和高效节能窗技术,开发各种新型高效节能墙体材料、保温隔热材料和高性能建筑玻璃。
基于这种国情,专家们认为聚氨酯作为高效隔热材料在我国实现第三步建筑节能目标的过程中将发挥巨大作用,同时国外发达国家最新的聚氨酯于建筑中的应用技术也值得我们借鉴。选用聚氨酯作为墙体隔热材料除了考虑到它突出的机械性能和化学性能以外,主要还在于它能够节约能源。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大幅度抵消。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可用面积,这对地价越来越昂贵的城市有特别的吸引力。
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发达国家担纲主角
聚氨酯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。由于聚氨酯具有其它材料不可比拟的性能,所以在发达国家广泛应用于建筑物的屋顶、墙体、天花板、地板、门窗的保温隔热。在德国,硬质聚氨酯泡沫属于保温性能最好的WLG025和WLG030隔热产品组,不同厚度的聚氨酯板材可以满足德国最新生效的节能法应对建筑物不同部分的U值(传热系数W/K平方米)提出的要求。在日本,聚氨酯保温板一般通过两种方案应用于建筑物的高效隔热中。一种是与石膏板、透湿防水层、通气层、外壁一起形成墙体结构,另一种是利用聚氨酯现场喷涂的优点作建筑物内保温,目前日本大约有300家公司在聚氨酯隔热协会的监管下开展这项施工工作。
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中国发展方兴未艾
在我国,硬质聚氨酯泡沫塑料也已经用于冷库、冰箱、航空、石油、汽车等行业,但真正将其用在住宅建筑外墙外保温上的还很少,目前我国开展这一研究的机构和企业也不多,而研究出的值得推广的技术体系也寥寥无几。专家们预测,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“大展宏图”。
不久前建设部发布通知,要求从今年开始,北方的许多建筑外墙必须加一层保温板。目前建筑用的保温板多为钢板内夹岩棉或聚苯乙烯泡沫,而目前世界上应用效果综合评价最好的保温板是聚氨酯泡沫作为夹心层的保温板。
随着奥运场馆的建设的陆续开工,和国家今年大力提倡的发展绿色GDP的产业政策,聚氨酯保温材料将凭借其低能耗、加工方便、保温效果极佳等诸多优势,在未来很长一个阶段里将引领中国的保温建材市场。
在全国“两会”上,温家宝总理在政府工作报告中首次提出,要鼓励发展节能省地型的住宅和公共建筑,这无疑给聚氨酯行业带来无限商机。新的居民建筑节能设计标准要求外墙传热系数从原来的0.8~1.16降低到现在的0.45~0.6,外窗传热系数从3.5降低到2.8。这就意味着,开发商必须更多地采用保温隔热性、密封性更好的塑料建材,而聚氨酯泡沫塑料组合料及制品、酚醛硬质泡沫塑料等新型塑料建材有望在节能建材上大展伸手。
大量使用聚氨酯的建筑节能工程范例
位于宁波慈溪的“东方明珠城·国际公寓”为3幢25层的高层住宅,建筑面积73416平方米,体型系数0.25,窗墙比1:3。由于采用了无溶剂硬泡聚氨酯等先进的节能技术,使建筑节能率达到70%以上,被建设部列为2005年建筑节能示范工程。
据介绍,上述工程主要采用了以下节能技术:外墙采用60厚振利ZL无溶剂硬泡聚氨酯现场发泡保温体系,平均传热系数K值达到0.43(W/m2·℃),热惰性指标D为3.84,满足夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准K1.5(W/m2·℃)和D≥3.0的要求。其构造为外墙弹性涂料、柔性耐水腻子、水泥抗裂砂浆复合涂塑耐碱网格布、ZL胶粉聚苯颗粒浆料找平层(20mm)、聚氨酯界面剂、无溶剂硬泡聚氨酯外保温(60mm)、聚氨酯防潮底漆、水泥砂浆找平(15mm)、钢筋混凝土外墙(200mm)。
屋面采用90厚ZL无溶剂硬泡聚氨酯板保温体系,传热系数K值达到0.35(W/m2·℃),热惰性指标D为3.43;其构造为:钢丝网细石混凝土面层(40mm)、SBS防水卷材、水泥砂浆找平层(20mm)、聚氨酯界面剂、无溶剂硬泡聚氨酯板(90mm)、聚氨酯防潮底漆、JS防水涂料、水泥砂浆找平层、钢筋混凝土屋面(120mm)。
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工程门窗采用的是PVC单框低辐射中空玻璃窗,保温性能达到国标GB/T8484-7002的第八级,空气渗透性能达到国标GB/T7107-2002的第五级。
东西朝向窗则采用双层中空Low-E玻璃,传热系数K=1.8W/m2·K。热解Low-E多层镀膜,可阻止50%~60%的太阳辐射透射,是用于热带地区或有大面积玻璃建筑的节能环保玻璃产品,大大降低太阳辐射的冷负荷。
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