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聚氨酯節(jié)能夾芯板在建筑中的應(yīng)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(jié)能夾芯板作為一種新型建筑材料,在節(jié)能、美觀、色彩、平整性、耐用以及造型上都達(dá)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),越來越受到建筑界的青睞,本文結(jié)合具體工業(yè)廠房為例,詳細(xì)介紹聚氨酯節(jié)能夾心板的產(chǎn)品特點(diǎn)、適用范圍、設(shè)計(jì)選用和施工安裝
    關(guān)鍵詞:聚氨酯夾芯板 節(jié)能 圍護(hù)

    1 概述
    工業(yè)建筑能耗在社會(huì)總能耗中占據(jù)較大比例,我國在有關(guān)工業(yè)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)等方面的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)還不健全,隨著國家節(jié)能減排工作的深入,工業(yè)建筑的節(jié)能工作也日益受到重視。聚氨酯節(jié)能夾芯板作為一種目前國際上公認(rèn)的最佳節(jié)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(nèi)外建筑市場所認(rèn)可,市場前景良好。
    聚氨酯節(jié)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)過高溫、發(fā)泡、固化等特定工藝加工后芯材與面板強(qiáng)力粘結(jié)復(fù)合而成,具有良好的保溫、防火、節(jié)能、環(huán)保等特點(diǎn)。目前被廣泛用于大型超市、辦公樓、體育場館、候機(jī)樓、大型工業(yè)廠房的圍護(hù)系統(tǒng),作為建筑板材,聚氨脂夾芯板是節(jié)能環(huán)保、綠色環(huán)保、藝術(shù)建筑的結(jié)合體。
    2、聚氨酯節(jié)能夾芯板產(chǎn)品特性及分類。
    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(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)到0.017-0.022W/m·k,經(jīng)過測試,每20mm厚度聚氨酯保溫板相當(dāng)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(jié)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(duì)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、無空腔無縫粘結(jié),適應(yīng)各種形狀基面,閉孔率大于97%以上,自結(jié)皮閉孔率100%,能很好的防止雨水和結(jié)露水的滲入。
    2.1.3穩(wěn)定性好;
         聚氨酯自身在±30℃溫度變化情況下,尺寸穩(wěn)定性小于1%,伸延率大于5%,不會(huì)開裂,具有較強(qiáng)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(yīng)用中,產(chǎn)生連續(xù)引燃物體。硬質(zhì)聚氨酯泡沫材料的燃燒等級(jí)可以達(dá)到GB8624-2006中的B級(jí)標(biāo)準(zhǔn),能滿足一般建筑的防火要求。
    2.2、聚氨酯節(jié)能夾芯板產(chǎn)品分類及應(yīng)用;
         根據(jù)建筑中的使用位置,聚氨酯節(jié)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(jù)建筑立面裝飾需要,聚氨酯節(jié)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(jù)外層鋼板的顏色、圖案、成型等變化,聚氨酯節(jié)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。此類裝飾板特點(diǎn)是:構(gòu)造簡潔大方、安裝簡單方便;保溫、隔熱以及密封性好;另外表面平整度好,有很強(qiáng)的平面剛度,整體抗風(fēng)能力較強(qiáng);
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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(nèi)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(fù)合而成。它采用了獨(dú)特的隱藏插入式結(jié)構(gòu),使安裝快捷,表面平整光滑;采用了獨(dú)特的側(cè)面折邊工藝可使板的平整度達(dá)到優(yōu)雅無瑕疵的效果;另外它的雙重密封防水設(shè)計(jì)系統(tǒng)能使建筑外墻達(dá)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(nèi)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(jié)劑,然后將尼龍等短纖維進(jìn)行連續(xù)靜電植絨(也稱植絨鋼板),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(jié)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(yīng)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(jié)能夾芯板的應(yīng)用實(shí)例
    3.1、工程概況
    某工業(yè)廠房位于河南新鄉(xiāng)市,屬夏熱冬冷地區(qū),建筑面積8682m2;因設(shè)備及工藝要求,廠房內(nèi)部常年溫度不低于18℃,對(duì)廠房的保溫、隔熱有嚴(yán)格的要求,另外從建筑空間的節(jié)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(shù)   材料導(dǎo)熱系數(shù) 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(biāo)準(zhǔn)是在實(shí)驗(yàn)室里,根據(jù)ISO 8301的標(biāo)準(zhǔn),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(cè)傳播到另一側(cè)受到的阻礙大小。同物體的厚度和導(dǎo)熱系數(shù)有關(guān) R=d(厚度)/ λ(導(dǎo)熱系數(shù)),單位:?·k/w   R值越高,表示物體絕熱性能越好。傳熱系數(shù) K:是表示熱量傳播能力的系數(shù)。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(jié)能夾芯板的熱工性能
    計(jì)算條件:50mm厚聚氨酯節(jié)能夾芯板,室內(nèi)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(shù)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(jié)論:50mm厚的聚氨酯節(jié)能板系統(tǒng)具有良好的保溫性能,能滿足一般廠房的工藝要求。

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    3.4、聚氨酯夾芯板倒置TPO卷材防水屋面
    3.4.1TPO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         無氯成分,熱焊接過程中無氯釋放,不污染環(huán)境 
    l         高斷裂強(qiáng)度、高撕裂強(qiáng)度和耐穿刺性能  
    l         陽光反射率高,節(jié)能,減少城市熱島效應(yīng),表面光滑,耐污染
    l         水蒸汽滲透率低;耐熱老化,尺寸穩(wěn)定,116 ℃下680h收縮<0.5%
    l         現(xiàn)場熱焊接,接縫剝離強(qiáng)度高,冬季易于施工
    l         耐候性優(yōu)越,顏色穩(wěn)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(tǒng)質(zhì)保
    3.4.2、卷材防水屋面具體做法
    本廠房屋面坡度3%,加上因工藝要求屋面開洞多,屋面防水處理難。另外廠房隨著使用年限的延長伴隨而來的金屬屋面/彩鋼瓦屋面彈性變形產(chǎn)生位移、開縫、腐蝕、結(jié)構(gòu)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(jié)合,既可以有效的解決屋面的漏水問題,也可以解決聚氨酯屋面板波峰較低對(duì)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(jié)能夾芯板防冷橋的做法。
          聚氨酯節(jié)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(jié)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、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(nèi)一側(cè)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(jié)能夾芯板連接固定的一些問題。
          由于聚氨酯夾芯板平面內(nèi)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(yīng)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)生的伸縮問題,建議在聚氨酯夾芯板固定釘孔位置采用橢圓孔設(shè)計(jì)。同時(shí),在施工過程中板與板搭接處加設(shè)滯水帶、密封膠條,徹底杜絕漏水現(xiàn)象的發(fā)生。
    5結(jié)語
       聚氨酯節(jié)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(jié)能環(huán)保的特性,通過巧妙的搭配組合,能夠賦予建筑外觀的立體質(zhì)感和自然景象,是民用建筑、現(xiàn)代廠房圍護(hù)墻體的最佳選擇。
     
                                    參考文獻(xiàn)
    [1] JGJ 26-1995    民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn);
    [2] GBT 23932-2009建筑用金屬面絕熱夾芯板;
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