我国外墙外保温市场现状及发展浅析

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  【摘 要】外墙保温材料的防火问题一直是困扰我国建筑行业的一个尖锐问题,目前我国的节能规范和高层建筑防火规范都未曾对该问题有明确的说明,而且最近由于外保温问题造成的伤亡事故频繁发生,因此本文旨在讨论目前流行于我国的保温材料的使用和发展方向。
  【关键词】聚苯板;聚氨酯;非卤阻燃;外保温;防火
  Our exterior insulation market situation and development analysed
  Wang Hai-jun,Chen Feng
  (Inner Mongolia Technical College Of Construction Inner Mongolia Hohhot 010070)
  【Abstract】External wall thermal insulation material of fire prevention is always plagued the country a acute problem of construction industry, current energy-saving standard and high-rise building fire safety norms do not give this problem a clear illustration, and recently because of external thermal insulation problems caused injuries occur frequently, therefore this paper aims to discuss the current epidemic in our heat preservation material use and development.
  【Key words】Polyphony board;Pu;The halogen external thermal insulation;Fire retardant
   外墙外保温,是指将结构做在主体结构的外侧,就是相当于给整个建筑物加了件“保护衣”。这么做的原因主要是能够保护建筑物主体结构,延长建筑物寿命;增加商品房使用面积;避免外墙圈梁构造柱梁门窗形成散热通道,有效防止内保温结构很难克服的“热桥”现象。外保温是目前大力推广的一种保温节能技术,国家不仅对外墙外保温的技术施工工艺材料进行完善,同时在法律层面上制定相关规定予以辅佐。
   1.我国建筑节能墙体保温材料历史及现状
  我国建筑节能墙体保温技术和产品的推广应用起步于上世纪80年代中期,当时主推的有珍珠岩、复合硅酸盐、海泡石和与有机硅复合的外墙保温砂浆等产品,在北方地区开展墙体保温节能的前期,这些产品占有较大的市场。1996年,为加快建筑节能发展,我国颁布了第二步节能50%的标准。随着节能标准的提高,上述产品的性能指标已经难以达到标准要求。最重要的是,上述产品的从业企业规模普遍偏小,生产设备过于简陋,生产过程控制要求不严格,在施工过程中难以控制质量,致使工程出现的问题较多。至2000年前后,上述产品逐渐退出北方地区的建筑节能市场。近年来,随着外墙外保温系统技术和产品的迅速发展,我国墙体保温节能技术令早于我国开展建筑节能工作几十年的欧美等发达国家刮目相看。
  历经多年的发展,我国建筑节能外墙外保温市场已发展成为种类繁多、技术构造多样、产品需求量巨大的一个产业。市场上推广应用的系统有发泡聚苯板(EPS板)薄抹灰外墙外保温系统、机械固定发泡聚苯板钢丝网架板外墙外保温系统、胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统、发泡聚苯板现浇混凝土外墙外保温系统、挤塑聚苯板(XPS板)外墙外保温系统、胶粉聚苯颗粒复合型外墙外保温系统、聚氨酯(现浇、喷涂和板类)外墙外保温系统、膨胀玻化微珠外墙外保温系统、墙体自保温系统以及复合保温系统和保温装饰一体化系统等。聚苯板(EPS板)薄抹灰外墙外保温系统、胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统和挤塑聚苯板(XPS板)外墙外保温系统是市场上应用量最多的系统,基本上占据国内外墙外保温市场75%以上的份额。另外,机械固定发泡聚苯板钢丝网架板外墙外保温系统、发泡聚苯板现浇混凝土外墙外保温系统和聚氨酯(现浇、喷涂和板类)外墙外保温系统大约占据20%的市场份额,其他系统总量约占5%。
  2. 我国外墙保温材料存在的问题
  我国外墙保温节能的企业尽管数量多,但整体规模偏小的问题突出,巨头企业不多,整体技术研发实力不足。虽然外墙外保温系统技术在很短的时间内取得了令世界瞩目的成就,但从推广使用的情况来看,存在的最明显的问题有开裂、空鼓、脱落、渗水、防火差等。这些保温施工问题的出现,给快速发展的行业市场敲响了警钟。是什么原因造成的呢?
  
  从技术研发的角度看,在数以千计的墙体保温(主要指外墙外保温)企业中,从业时间超过10年的企业数量不到5%,超过80%的企业是在2003年或者2004年后才开始涉足。在超过10年的从业企业中,多数企业的技术研发和创新能力强,而在上述80%的企业中,仅有极少数的企业拥有一定的技术开发和创新能力,大多数企业的技术负责人和管理者都是从相关的企业离职后开始单干,这样一种衍生出的经营形式,基本上缺乏独立的研发能力,大多还停留在模仿国内外的技术和产品,缺少对技术的基础理论、构造措施原理和系统形成机理的研究,所谓的“系统”产品根本算不上是系统,一旦市场出现低价竞争,或者为节约成本,他们只能简化产品构造,以牺牲产品的性能为代价,使工程质量得不到保证。这些问题出现后,有人将根源归结于行业市场进入门槛低,很多不具备条件的企业同台竞争造成。如我国最近出现的多起高层建筑外保温材料着火现象,就都是因为外保温材料质量低下,防火等级人为降低造成的。
  3. 国内外目前常见的较好的墙体保温材料
  保温隔热材料与制品是影响建筑节能一个重要的影响因素。建筑保温材料的研制与应用越来越受到世界各国的普遍重视。20世纪70年代后,国外普遍重视保温材料的生产和在建筑中的应用,力求大幅度减少能源的消耗量,从而减少环境污染和温室效应。国外保温材料工业已经有很长的历史,建筑节能用保温材料占绝大多数,而新型保温材料也正在不断地涌现。
  3.1 聚氨酯材料。
  聚氨酯材料是国际上性能最好的保温材料。硬质聚氨酯具有很多优异性能,在欧美国家广泛用于建筑物的屋顶、墙体、天花板、地板、门窗等作为保温隔热材料。欧美等发达国家的建筑保温材料中约有49%为聚氨酯材料,而在中国这一比例尚不足10%。由此可见,聚氨酯材料在中国的发展还有很大的空间。但是目前聚氨酯材料开始受到大面积的质疑,认为它是造成火灾的罪魁祸首,原因就是因为日前上海“11•15”特大火灾的发生,大家的矛头一致对准聚氨酯材料,但是据了解,酿成此次悲剧的原因是由于施工单位所采用的聚氨酯泡沫保温材料是没有经过阻燃处理的。如果采用的聚氨酯材料符合国家阻燃标准,燃烧物会向下滴,火势就不会沿着楼层直往上蹿。另外,就是现场助燃物较多,以致酿成重大悲剧的发生。
  聚氨酯材料燃烧产物毒性气体分析:
  目前国内对聚氨酯硬泡产生一种误解,认为PU硬泡燃烧后必定产生大量毒性气体,由此提出聚氨酯不能作为建筑的内保温和外保温材料。这种见解带有一定片面性。PU泡沫燃烧产生的毒性气体要看其添加剂的成分,这主要取决于PU泡沫的结构,以及采取何种阻燃剂和抑烟剂。因此,它的毒性不是不可改变的,更不是必然的。企业完全可以研制、生产燃烧产物烟密度小、毒性低的PU保温材料产品。目前国内外不少聚合材料采用含卤素(溴、氯)作为阻燃剂。此种阻燃剂阻燃效果虽好,但存在燃烧产物烟雾大、毒性大的致命缺点;欧盟国家明确规定禁止使用。在技术开发上,我们可在聚醚多元醇分子结构中引入阻燃基团达到阻燃效果;此种结构型具有阻燃效果大,组份不迁移、耐久性长,与硬泡聚醚多元醇有机组份相容性好,是聚氨酯保温材料未来阻燃技术发展方向。
  美英等国禁止易燃保温材料在高层建筑施工中使用在各国都备受重视。由于涉及严重的防火问题,美国早已有20多个州禁止使用聚苯乙烯泡沫(EPS);英国,18米以上建筑不允许使用EPS板薄抹灰外墙保温系统;德国则规定22米以上的建筑不允许使用该系统。很多保险公司禁止给EPS保温的建筑进行保险。
  3.2 酚醛泡沫。
  酚醛泡沫塑料有许多优点,特别是在阻燃、毒性方面,具有特殊的优良性能:
  3.2.1 难燃、自熄、低烟雾、耐火焰穿透、遇火无滴落物、有毒气体甚微,氧指数一般为35~40,是有机泡沫之冠。
  3.2.2 耐热性好,长期使用温度一般可达130℃~150℃,比聚氨酯硬泡沫高30℃~40℃。
  3.2.3 导热系数一般为0.029~0.04W/m•K,接近于聚氨酯硬泡沫,优于目前建筑业中广泛使用的聚苯泡沫材料。法国和北欧有关建筑部门的专家认为,在现有的泡沫塑料中,只有酚醛泡沫塑料具有较好的防火性,遇大火燃烧释放出的毒性烟雾在所有泡沫材料中是最小的,对环境的污染也是最小的。前苏联和东欧在公共建筑中已广泛采用酚醛泡沫塑料,西欧及中东规定在新建工程中优先采用酚醛泡沫做保温材料,法国将酚醛泡沫塑料作为封闭与控制火势的材料。近几年,日本也开始大量应用酚醛泡沫塑料,日本建设省还颁布了《酚醛泡沫塑料作为标准建筑物耐燃材料》的法令。在我国仅有“水立方”、北京地铁等高档公共建筑施工中使用酚醛泡沫。
  3.3 岩棉和玻璃棉。
  目前,岩棉和玻璃棉作为保温材料,在国际市场被广泛采用,岩棉耐高温最高使用温度能达到650℃,玻璃棉也可以达到300℃。德国法律中明确规定,超过22米以上的建筑严禁使用有机可燃保温材料(如聚苯乙烯等),大部分使用岩棉做外墙及屋面保温。瑞典及芬兰等西欧国家80%以上的岩棉制品用于建筑节能。
  中国的建筑节能材料市场较大,尤其是建筑保温材料。中国房屋住宅的能量损失大致为墙体约占50%;屋面约占10%;门窗约占25%;地下室和地面约占15%。中国建筑要在2010年实现节能率50%,需对建筑外墙进行全面改造,墙体保温材料的市场将会大幅度增加。
  4. 外墙外保温涂料未来发展方向预测
  4.1 现有产品及技术的改进提高。提高产品性能,扩大品种规格,降低成本,以满足不同用户的需要。如复合硅酸盐保温涂料应向快速固化、憎水、提高粘结强度、降低密度、负温施工、降低成本和用于建筑节能等方向发展。
  4.2 研制生产复合型多功能保温涂料。一种保温效果良好的涂料往往是两种或多种隔热机理同时作用的结果。各种保温涂料各有其优点,因此可考虑将它们综合起来,充分发挥各自的特点,进行优势互补,研制出性能优良的复合型保温涂料。
  4.3 积极开发新型保温涂料及相关技术。如低辐射涂料,高效薄层隔热防腐一体化涂料,真空绝热涂料等的研制。含有纳米或亚纳米微孔结构的涂膜及采用纳米材料制得的涂膜将是下一阶段保温涂料发展的热点之一。
  4.4 注重环保,利用“三废”开发保温涂料。环保越来越引起世界各国的重视,保温涂料的研制应沿循涂料发展的潮流,避免使用有关环保法规中禁用的有害物质。而“三废”中有不少可以利用的成分,完全可以用来开发保温涂料,部分或全部代替某种原材料,可降低成本,改善环境。
  参考文献
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  [文章编号]1006-7619(2011)03-21-237
  [作者简介] 王海军(1980-),男,学历:硕士研究生,职称:工程师,助教,工作单位:内蒙古建筑职业技术学院,从事建筑节能研究。
  陈峰,男,工作单位:平顶山市瑞阳建筑有限公司。
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