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建筑保温节能的目的和意义在于节能减排。在国家政策的强制推动下,每年都要在全国范围内进行新的建设。此外,现有建筑和大部分农村外墙保温规范要求厚度房屋将进行节能改造。总量相当大,产业规模很大,需要大量的保温材料、辅助材料、水泥浆、矿砂或冲河砂、聚合物等原材料,生产这些原材料也需要消耗大量的资源和能源,生产过程中也会产生污染,对生活环境和生态环境产生严重的不利影响。几年后,当其使用寿命终止时,必须返回环境,或被回收利用,或污染环境。
如果大量使用聚苯乙烯泡沫塑料板、挤塑板、聚氨酯喷涂、聚苯乙烯颗粒等有机保温材料,造成的生态和环保灾害后果非常可怕!这些典型的非生态产品虽然具有较好的保温性能,但在其他方面的效益却很差,所以我们要谨慎。
聚苯乙烯(PS)无色透明。聚苯乙烯化学稳定性差,可被多种溶解,腐蚀性强,不耐腐蚀,辐照后易变色。
聚苯乙烯泡沫塑料是一种热塑性材料。它是由含有挥发性液体发泡剂的EPS颗粒在模具中加热成型而成。它具有微球闭孔结构的特点。其密度和体积密度为18-30(kg/m3)每立方米,容积中含有30-60万个独立的气密气泡,容积中含有98%以上的空气。由于空气导热系数小,密封在泡沫塑料中,不能对流。因此,EPS是一种具有优良隔热性能的材料。可制成不同密度、形状的泡沫制品,可生产不同厚度的泡沫板。泡沫塑料属于有机化工材料。
聚苯乙烯泡沫塑料制品技术指标:密度(kg/m3):15-30导热系数(w/MH):0.041抗拉强度(kg/m2):2.5-3.5
三。泡沫塑料的性能及应用:聚苯板(EPS)、X射线光电子能谱(XPS)、喷涂聚氨酯(SPU)、聚苯乙烯颗粒等。有机泡沫塑料保温材料具有重量轻、加工性好、密度高、保温效果好等优点,但缺点是耐老化性差,抗紫外线辐射和抗冻融(特别是外墙保温工程),易降解,变形系数大,稳定性差,安全性差,易燃烧,生态环境保护差,施工难度大,工程造价资源有限,难以回收利用。
外墙外保温系统聚苯板薄抹灰所用的各种材料,如聚合物砂浆、钉子、玻璃纤维网、苯板等,虽然有质量等级,但每种材料的质量问题并不多。虽然聚合物砂浆中的水泥、矿砂、聚合物外加剂等单一原材料质量等级不同,但质量问题并不多。
聚苯板薄抹灰外墙外保温系统主要材料:砂浆(砂浆为无机胶凝材料,包括粘结砂浆和抹灰砂浆)
苯板(苯板是一种油性有机材料)。自发明以来,这两种材料已经为公众所知几十年甚至几百年了。它们是成熟的产品。然而,用水泥砂浆粘贴塑料材料不会产生良好而持久的粘结效果(我们祖先留给我们的经验:水泥和木材、纸张、塑料、橡胶不会有可靠的粘结效果!)它是塑料和塑料之间的结合。溶剂型高强度胶粘剂很难用冷粘接的方法牢固地粘接起来,以保持几十年甚至几百年的粘接效果。
聚苯板薄抹灰系统的主要技术问题是:一是聚苯板属于有机油性材料,重量轻,强度低,不耐老化、紫外线辐射和冻融(特别是外墙保温工程),变形系数大,安全稳定性差,易燃烧,易降解,使用寿命有限(小于建筑物同一使用寿命);二是聚苯板正反面的界面难以与聚合物砂浆保持长期稳定的粘结性能(参考文献:泡沫塑料保温板粘结安全/www.bwjc.cn/作者:周广德)。砂浆与墙基、瓷砖、外墙腻子的粘结稳定,说明砂浆的粘结强度没有问题。问题在于易变形、耐久、强度差的聚苯板正负界面与砂浆的粘结。目前聚苯板薄抹灰工艺中,水泥墙或实心砖墙先粘后钉。只要工艺技术严格到位,短时间内不会出现问题;技术问题主要集中在抹灰砂浆和外墙腻子开裂、空鼓、脱落(参考:干拌砂浆、外墙腻子开裂,裂缝成因分析与控制技术/www.bwjc.cn/作者:周广德)。目前,抹灰砂浆市场价格一般在1200-1600元/吨,价格低于1000元/吨。在原材料价格普遍上涨、工程承包单价不断下降的情况下,如何既降低成本,又保证工程质量?经试验,笔者建议水泥砂浆中掺入一定量的优质乳液与后者结合作为界面剂,先在聚苯乙烯板表面刷一层界面剂(厚度约为1毫米)。刷完后,将钢筋网粘贴好,再抹上石膏抗裂砂浆(石膏砂浆厚度为2-3mm),效果较好,甚至优于充分使用弹性砂浆,成本低,且保持稳定。凝结时间也很长。在界面处理中加入优质乳液有两个作用。一是封闭聚苯板表面微孔,加强和保护聚苯板,延长其使用寿命。二是界面处理后,砂浆更易粘结,变形系数较小,可大大降低工程质量风险。
聚苯板薄抹灰系统在外墙保温工程中的应用,应根据不同地区(如,在寒冷的北方地区和相对温暖的南方地区,建筑物的东、西、南、北四壁和屋顶保温层的设计和施工应有所不同)此外,还要注意保温、耐候、安全,所选材料的资源与生态环境保护(参考文献:《建筑外保温系统的研究与展望》/www.bwjc.cn/Zhou guande,本文作者,不仅要具有长期实用的节能效果,同时也有利于保护生态环境和资源的高效循环利用。
聚苯板耐候性、耐老化、强度低、易变形、承载能力差等问题十分突出。在高层建筑、沿海台风频发地区,特别是地面贴瓷砖、琉璃瓦的地区,要特别注意,否则,很可能发生严重的安全质量事故。
有机保温材料如聚苯乙烯泡沫塑料板、挤塑板、聚氨酯喷涂、聚苯乙烯颗粒等,从原料油到聚苯乙烯石化产品,再到聚苯乙烯泡沫塑料板成品,需要经过三倍以上的能耗,并产生超过三次严重污染环境。这些有机化工原料中含有有害物质,如大量用于墙体保温,对室内空气净化和人居环境的舒适性产生不利影响,也对自然生态环境系统产生非常严重和长期的灾难性后果。因此,发达国家对有机保温材料在建筑保温节能工程中的应用非常谨慎。但在我国,它们被广泛应用于建筑外墙保温工程中。有机泡沫保温材料的安全性、稳定性和使用寿命极为有限。一旦这些材料因技术问题或使用寿命结束而成为建筑垃圾,就会出现到处堆积如山的废聚苯板。很难收集散布在环境中的废聚苯乙烯颗粒。这些废物不能燃烧也不能回收。当它们回到环境中,会造成相当大的生态环境灾难,危害子孙后代,使我们付出比节能收入高出数倍的代价。
发泡聚苯板、挤塑板、聚氨酯喷涂、聚苯颗粒等机械保温材料短期内不会禁止使用,但会受到限制,直至最终被其他保温材料替代。目前,新型无机复合高效保温材料及其应用技术已在上海、河南、四川、重庆等省市成功推广。研究和应用表明,新型无机复合高效保温材料及其应用技术完全可行,能够满足建筑节能的实际需要,具有更可靠的安全稳定性和长期使用寿命,有利于生态环境保护,资源高效可循环利用,符合我们的长远利益。因此,发泡聚苯乙烯板、挤塑板、聚氨酯喷涂、聚苯乙烯颗粒等机械绝缘材料的发展前景并不看好。
建筑节能不仅是节能指标的问题,也是综合效益和长远效益的问题。我国建筑保温节能事业任重道远。如何使建筑保温节能事业与建筑节能的实际要求、资源的有效利用、生活环境和生态环境的保护等长远利益协调发展?今后,建筑保温节能必须高效实用!
周广德,男,北京环一美高分子研究所总工程师,从事科技工作20年,具有多年的理论研究和丰富的实践经验,为上千家企业、上百个工程项目提供数万项技术咨询服务,发表专业论文十余篇,其中4篇获优秀论文奖,2篇论文编入中国现代建筑研究图书馆,其专业技术水平被业界所认可。主要研究领域:高分子材料、生态建材、建筑保温节能技术、各种内外墙腻子、技术咨询服务等