在建筑中,外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱損耗較大,外圍結(jié)構(gòu)中墻體又占了很大份額。故此,建筑墻體改革與墻體節(jié)能技術(shù)的發(fā)展是建筑節(jié)能技術(shù)的一個(gè)最重要的環(huán)節(jié),發(fā)展外墻保溫技術(shù)及節(jié)能材料則是建筑節(jié)能的主要實(shí)現(xiàn)方式。
在我國(guó)近30年建筑行業(yè)和工業(yè)制造行業(yè)發(fā)展歷程中,保溫材料經(jīng)歷了傳統(tǒng)無(wú)機(jī)材料和有機(jī)合成材料兩個(gè)階段,無(wú)極保溫材料有石棉、巖棉、礦渣和玻璃棉等,有機(jī)保溫材料有酚醛泡沫塑料(MPF)、擠塑聚苯乙烯泡沫板(XPS)和聚氨酯(PU)等,這些保溫材料的出現(xiàn)在不同時(shí)期我國(guó)建筑節(jié)能做出了巨大貢獻(xiàn)。無(wú)機(jī)保溫材料在使用后易滋生細(xì)菌,產(chǎn)生異味。在濕度較大的場(chǎng)合,空隙中易進(jìn)水,導(dǎo)致熱導(dǎo)率隨之上升,保溫效果受影響較大。使用壽命短。會(huì)造成皮膚過(guò)敏,對(duì)健康有害,在有些地方使用也受限制。由于無(wú)機(jī)保溫材料在使用后都有一個(gè)共同的缺點(diǎn):生產(chǎn)加工過(guò)程能耗巨大、全天候長(zhǎng)期使用保溫效果不穩(wěn)定、施工工藝復(fù)雜、苦苦是材料使用過(guò)程及用后處理對(duì)環(huán)境和人體有害,以至于在某些場(chǎng)合甚至某些國(guó)家被禁止使用。
通常建筑保溫用無(wú)機(jī)材料被有機(jī)材料如擠塑聚苯乙烯泡沫板和聚氨酯等取代,有機(jī)保溫材料近幾年發(fā)展非常迅速,并在建筑業(yè)普遍應(yīng)用起來(lái)。有機(jī)保溫材料擠塑聚苯乙烯泡沫板,具有較高的抗壓強(qiáng)度極低的吸水率價(jià)格便宜。而聚氨酯泡沫板具有更好的隔熱、隔音、不透水、耐磨、耐油、彈性好,超強(qiáng)的自黏性能,不易掉落等優(yōu)點(diǎn)。傳統(tǒng)的聚苯板、聚氨酯泡沫板具有的優(yōu)異保溫效果,在中國(guó)目前的墻體保溫材料市場(chǎng)中廣泛使用中得到認(rèn)可。但它們都有一個(gè)共同的缺點(diǎn):不具備安全的防火性能(易燃),尤其是燃燒時(shí)產(chǎn)生毒氣。在歐、美、日等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家,對(duì)重要建筑和高層建筑進(jìn)行墻體保溫均有嚴(yán)格控制的防火要求。由于涉及嚴(yán)重的防火問(wèn)題,美國(guó)早已有20多個(gè)州禁止在建筑中使用聚苯乙烯泡沫(EPS);英國(guó)18米以上建筑不允許EPS板薄抺灰外墻保溫系統(tǒng);德國(guó)則規(guī)定22米以上的建筑不允許使用該系統(tǒng)。很多保險(xiǎn)公司禁給EPS保溫的建筑進(jìn)行保險(xiǎn)。此類材料的使用在發(fā)達(dá)國(guó)家早已被限制在極小的應(yīng)用領(lǐng)域。
近年來(lái)中國(guó)建筑物因大面積使用聚苯板保溫材料所引發(fā)的火災(zāi)事故頻發(fā),如我國(guó)南京中環(huán)國(guó)際廣場(chǎng)、哈爾濱經(jīng)緯360度雙子星大廈、濟(jì)南奧體中心、北京央視新址附屬文化中心、上海膠州教師公寓、沈陽(yáng)皇朝萬(wàn)鑫大廈等地相繼發(fā)生建筑外保溫材料火災(zāi),造成嚴(yán)重人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。建筑用易燃可燃外保溫材料已成為新的一類火災(zāi)隱患,由此引發(fā)的火災(zāi)已呈多發(fā)勢(shì)頭。而這幾場(chǎng)大火,在再一次的提醒人們,外墻保溫材料的重要性。
國(guó)家對(duì)建筑保溫材料的安全、環(huán)保、節(jié)能等要求將日益嚴(yán)格,2009年年底頒布的《民用建筑外保溫系統(tǒng)及外墻裝飾防火裝飾暫行規(guī)定》中規(guī)定:高度大于等于100m的建筑,其保溫材料的燃燒性能應(yīng)為A級(jí)。高度大于60m小于100m的建筑,其保溫材料的的燃燒性能不應(yīng)低于B2級(jí)。當(dāng)采用B2級(jí)保溫材料時(shí),每層應(yīng)設(shè)置水平防火隔離帶。高度大于等于24M小于60m的建筑,其保溫材料的燃燒性能不應(yīng)低于B2級(jí),當(dāng)采用B2級(jí)保溫材料時(shí),每?jī)蓪討?yīng)設(shè)置水平防火隔離帶。
而《關(guān)于進(jìn)一步明確民用建筑外保溫材料消防監(jiān)督管理有關(guān)要求通知》則更加嚴(yán)厲2011年3月15日起,各地受理的建設(shè)工程消防設(shè)計(jì)審核和消防驗(yàn)收申報(bào)項(xiàng)目,應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行本通知要求。已經(jīng)審批同意的在建工程,如建筑外保溫采用易燃、可燃材料的,應(yīng)提請(qǐng)政府組織有關(guān)主管部門督促建設(shè)單位拆除易燃、可燃保溫材料;對(duì)已經(jīng)審批綱意但尚未開(kāi)工的建設(shè)工程,建筑外保溫采用易燃、可燃材料的,應(yīng)督促建設(shè)單位更改設(shè)計(jì)、選用不燃材料,重新報(bào)審。
同時(shí),建筑能耗在我國(guó)總能耗中所占的比例很大,約為25%~40%。與世界發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有相當(dāng)大的差距,例如,我國(guó)絕大多數(shù)采暖地區(qū)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱功能性都比氣候相近的發(fā)達(dá)國(guó)家要差許多,外墻傳熱系數(shù)為他們的3.5~4.5倍,外窗為2~3倍,屋面為3~6倍,而且單位建筑面積能耗還很高,能源利用率還很低,僅為28%,歐美平均近50%,日本為57%。但是我國(guó)的可利用能源是極為有限的,這已經(jīng)引起了我國(guó)的高度重視。作為能源消耗大戶的建筑業(yè)其主要任務(wù)就是在保證使用功能和建筑質(zhì)量的前提下,采取各種有效的節(jié)能技術(shù)與管理措施,發(fā)展新型建筑保溫材料,以減低房屋在使用過(guò)程中的能耗消耗,提高能源利用率。
酚醛泡沫保溫材料是在低熱條件下,在可發(fā)性酚醛樹(shù)脂中加入固化劑(酸)、表面活性劑(乳化劑)、發(fā)泡劑及其他填料后,經(jīng)澆注、發(fā)泡、層壓、修邊、切割及熟化等工序后制成的閉孔型熱固性硬質(zhì)泡沫塑料。以難燃、低煙、低毒、抗高溫歧變、絕熱隔熱、隔音、易成型加工等特點(diǎn)以及較好的耐久性被稱為“保溫之王”。
其長(zhǎng)期使用溫度在-250℃~150℃,遇火不燃,在高溫環(huán)境下不熔滴、不軟化只表面碳化。酚醛保溫板導(dǎo)熱系數(shù)僅為0.025W/m.k左右,幾乎與聚氨酯等同,保溫性能非常好。它突出的特點(diǎn)是難燃、低煙、抗高溫歧變。是一種性能優(yōu)異的防火、隔熱、隔音、輕質(zhì)節(jié)能產(chǎn)品,其難燃程度是目前廣泛使用的聚苯乙烯、聚氨酯等泡沫所遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及的,25mm厚的酚醛泡沫平板經(jīng)受1700℃的火焰噴射10分鐘后,僅表面略有炭化卻燒不穿,既不會(huì)著火更不會(huì)散發(fā)濃煙和毒氣。可從根本上解決外墻保溫工程中容易發(fā)生火災(zāi)的難題,保障人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全。