| 认真梳理保温隔热材料及其市场下定决心进行行业改革创新 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 作者： 发布于：2018/10/19 10:05:02 点击量： | ||||||||||||||||||||||||||||||
认真梳理保温隔热材料及其市场下定决心进行行业改革创新
谢文丁
（（陕西温耐特科技公司，陕西 西安 710016）
摘 要: 保温是建筑节能的关键,梳理保温隔热材料市场,本文分析了保温隔热材料的市场现状与需求差距，结合国内、外保温材料的发展趋势，及国际和国内节能需求，提出我国建筑节能应采取的措施，以期在建筑领域里实现让人们生活更加幸福美满的中国梦。
关键词:优化材质,变革体制,创世界一流绝热材料与工程
保温隔热材料（即绝热材料）及其工程被国际上称为“第五能源”，它不是“能”却能节能，而且被视为简单可行、效果显著的功能材料。特别是当今能源资源日渐枯竭，人们费尽脑筋探索能源之际，尤显其重要。因此，其市场也就格外活跃，各种形态、品种、质量的保温隔热材料层出不穷。但也导致这个领域的鱼目混杂、良莠难分。扰乱了市场、影响其运用效果甚至危及其发展前景。因此,必须以科学的态度去识别、分析、鉴别,才能去创造出名副其实的高科技含量的保温隔热材料,不负“第五能源”之称誉。
1、保温隔热材料的市场现状
1.1 保温材料分类及性能
就保温材料现状而言,不论它的品种多么繁杂，按主体材质可分为三类:一类为有机材料,其代表产品为xps、sps等；一类为无机质材料，其代表产品为矿物质初加工，即：纤维类岩棉产品、颗粒珍珠岩产品；再一类为有机质产品和无机质产品的复合制产品，多为在有机质材料外加一层无机制面,或是水泥(或石膏）内填充聚苯颗粒类制品。
当然,近些年来也有一些诸如水泥发泡制品、功能涂料等,各有千秋。但真正在市场上应用的基本上以有机质材料( XPS、SPS）或无机质材料(珍珠岩板、岩棉板）为主。本文就这两类制品的一些主要技术指标进行对照分析。
表1 保温材料的综合性能比较
1.2 保温材料材质结构及特性
1.2.1有机质保温隔热材料材质结构及特性
有机质保温隔热材料的材质来源基本上都属于石油化工副产品，其代表产品的材质是由聚苯类、聚胺脂类发泡而成,结构简单,只需粘合剂结合并加上止熄、阻燃剂合成再按不同厚度、大小分割成板。一般都具有密度小,具有保温隔热性能好、施工简捷等特点,特别是聚氨酯硬脂塑料泡沫可以现场合成直接被覆在物体上,被认为是保冷材料中的王牌（国内外科学家对其性能仍在进一步研究中）,这类材料的结构基本上都属于多孔结构，聚苯颗粒则是由一个个颗粒结合而成。聚氨酯泡沫中气孔率也在90%以上，其导热系数K值随孔内气体扩散而发生变化,这种变化分初期扩散阶段和后期老化阶段,而初期扩散阶段空气扩散到密闭空腔结构内直接与外界环境达到平衡为止,这种变化对导热系数K值影响很大;后期老化阶段氟碳气由密闭的空腔向外扩散与空气扩散相互置换。这种变化受温度和湿度的直接影响,温度高,湿度大加速空气扩散到气泡中去。请注意这对其应用影响特别大,特别是应用在外墙和外表面直接接触空间空气时它的老化,衰变程度会加速。所以理论上它的寿命在20-25年左右,但多数是难以保证的。(而建筑物应用寿命均在70年左右，二者是无法匹配的。）况且,它的致命弱点是无防火能力。这一点也被国内外无数次火灾充分验证,特别是聚苯材料着火后释放出的苯是可以迅速令人窒息的。而难以降解之患,对环境污染也是无法解决的。
1.2.2 无机质保温隔热材料材质结构及特性
无机质保温隔热材料由来已久,因为它曾经主要应用在工业领域中的管道、设备等方面的绝热工程。它的材质来自天然矿物质加工,其中颗粒类的膨胀珍珠岩制品就是珍珠岩(松脂岩、黑曜岩等)矿砂经高温膨化而成的颗粒经不同粘合材料结合而成,在粉煤灰中经过水洗筛选出的漂珠以及后来人工制成的瓷珠、膨化的蛭石等,均为此类制品；而纤维类的材质则是由焦宝石矿石经高温融化吹丝而成的硅酸铝纤维、岩棉等纤维材料，它们同样经过粘合剂制成管材、板材；还有海泡石纤维、水镁石纤维等,只需一般筛选加工成单一的保温隔热材料,这些材料的材质本身就是较好的隔热材料,结构简单,以其简单易行的制作工艺长期应用于热力管道设备的隔热保温,其特点是耐高温、耐用、制作和施工应用都比较方便,也可反复使用,即再次加入粘合剂成形后反复用。由于结构单一制作工艺简单,材质本身也可重复使用,但因应用在高温状态下其有机粘合剂会挥发而解体,且其松散的结构空气在其间流通影响绝热效果，早已落后于工业发展的需要,至于近几年将其用于建筑物墙面保温隔热应该说是一个‘有病乱投医’的错误,因其蓬松结构等导致的吸水吸湿率高，因此很快失去保温隔热作用，而且无法长时间牢固的与墙面结合在一起导致脱落。
由此可见以上两大类别的保温隔热材料的材质及其结构分析虽各有利弊，但基本上都不能满足建筑物隔热保温的需要,加上生产厂家在一味追求利润情况下的粗制乱造,甚至以劣充优，不仅达不到节能的目的，还会带来负面影响，败坏了真正的保温隔热材料及其工程的名声，甚至危及到其存在的真实意义。
2、保温材料的现状与需求
2.1 保温材料的现状与需求
节能与环保已写在了我国的节能法规中,而人们也必须生活和工作在这种环境中才能与大自然和谐，这也是天下人的梦想。因此，可以肯定,建筑物体的隔热保温必须做,而且要做好。这个大方向是不能变的。联合国环境署起草的‘建筑节能准则’中同样提出“保温是建筑节能的第一个关键，用节能大幅度降低热岛效应，创建舒适而不浪费能源的建筑”，同时推行了一个叫‘弗莱堡被动式革命’的运动,既被动适应外部环境、不主动使用能源，建筑采取了很厚的墙外保温层、三层玻璃窗、窗外遮阳和热风回收等技术,在这些楼房中不用暖气,冷暖风就能让人们舒适的度过盛夏和寒冬，而这种弗莱堡的智慧在法国和欧洲传播,并到了中国。据我国住建部统计,建筑能耗占我国的能源消费总量的28%以上,已有约400亿平方米的建筑中近99%属于高能耗能建筑,与国外相比,外墙传热系数为其3.5至4.5倍,外墙为2~3倍,屋面为3~6倍,单位建筑面积的能源利用率仅为28%，相比欧美均近50%、日本57%的效率相差很远。据预测到2020年我国建筑能耗将占全社会总能耗的比例将达到35%左右。因此，建筑节能刻不容缓,如果任其这种保温材料市场的混乱局面发展,乱象丛生,会将我们拖垮、污染环境和无法节能的处地，难以自拔。
2.2 国外建筑节能的相关措施
欧美的经验和做法值得我们借鉴。其建筑保温的效果显著。
（1）对低收入家庭而言
l ①不用暖气冷气的房子，也可以维持合适人居的温度，贫穷也能体会人间的温暖；
l ②在家里冬季不用穿棉袄、夏季不用光膀子,贫穷也有做人的尊严；
l ③减少和避免因受冻、中暑造成的疾病,等于增加了收入。
（2）对中等收入家庭而言
l ①少了约90%的采暖制冷费；
l ②少了空调噪音(包括户外传入的噪音)；
l ③少了房间时冷时热现象；
l ④少了窗墙冷热辐射干扰；
l ⑤少了空调和管道滋生的细菌和恶心气味；
l ⑥因采用新热风回收技术增加了新风换气量；
l ⑦多付出的购房费可以从二至四年的节能中收回。
（3）对建设方而言
l ①不论是否装冷气、暖气,房子都好卖或租(我们发展的公租房更有利)；
l ②采暖制冷投资减少70%以上；
l ③采暖制冷设备和管道佔用的建筑空间大大减少；
l ④以上两项回报可能抵消建筑节能增加的投资；
l ⑤保温使建筑结构热应力降低、腐蚀减少、寿命延长,并可获得政府资助及奖励。
（4）对城市而言
l ①建筑隔热减少混凝土蓄热及蓄冷、减少电站锅炉及空调排热大幅度减轻‘热岛效应’，夏季夜晚市区可降温3至7℃ ,冬季阳光使社区可升温2-5℃；
l ②减少了冬季采暖炉排气,减轻了室外空气污染；
l ③减少制冷机和冷却塔的噪音；
l ④减少或取消了室外空调机和烟囱的影响视觉。
（5）对国家而言
l ①保障国家能源安全；
l ②大幅度削减电力尖峰,保障民众用电权电力企业效益；
l ③减少政府能源扶贫支出；
l ④大幅减少燃烧造成的空气污染以及连带的水、土及食物污染；
l ⑤大幅增加保温施工和保温材料制造方面的就业岗位；
l ⑥如果对既有建筑改造成节能建筑就业岗位大增减少失业。
（6）对地球而言
l ①有助于哥本哈根气候变化协议的切实履行；
l ②发达国家建筑造成的二氧化碳排放大幅减少；
l ③发展国家不会因经济发展而增加二氧化碳排放；
l ④到2050年全球二氧化碳排放比正常值低80%以上。
从以上所取得得变化和效果,可见保温隔热材料所起的关键性作用。
3、我国应采取的措施
现在，面对我国建筑保温市场的乱象，应该下大功夫净化保温隔热市场,对保温隔热材料市场的梳理,结合市场的需要延伸建筑业的改革以实现新的梦想。
(1)观念上的转变首先要遵纪守法,以我国节约能源法为准绳,努力做到回归自然并创建自然生态环境友好型社会才是我们共同的目标。具体到衡量保温隔热材料的四个硬指标：① 必须是节能的。② 必须是环保的。③ 防火等级是A级的。④能与建筑物同寿命且物美价廉的。
并以此对现行保温材料以“可用的”“淘汰的”“可救的”三种方式筛选,优胜劣汰。否则宁可不用。这就需要我们的管理者依法行事，我们的生产单位和用户都有这种识别能力和责任担当。
(2)我们的科学家应重视这一行业以保温是建筑节能的第一关键为前提,用科研智慧结合我们的‘窑洞效应’和欧洲的弗莱堡被动式革命运动,创新的精神。取其精华,在建筑本身的变革上下功夫,特别是研究我国许多古建筑的特点,创建有中国特色的新的建筑结构。借鉴美国建筑标准LEED标准打造中国式的绿色体系,在建筑建设期就要求所用建筑材料符合环保要求,有保温隔热作用,日高可以回收再利用率,保障建筑与环境的和谐，建设美丽中国。
(3)进军高科技领域,探索其中一种新型复合高效节能的隔热保温材料的机理形成的创新理念,开辟隔热保温材料崭新的一页。以某一保温材料的国家发明专利为例，该材料在生产和市场的优势:
①运用专利技术产生的孤立密闭的类真空微空穴(气泡型)加上硅-铝密闭空心微珠,充分发挥了真空隔热原理,绝热效果突出。
②通过专用技术进行键能重组合，使键能大，熵值高，具有很强的亲和力,产生着新的“贡献和”。
③层式网状叠力单元及填充的结构,使气相固相紧密结合，结构严谨,固态稳定,绝热效果久经不衰。
④多功能多品种：有胶凝材料任意可塑, ‘一涂即可’型材料(硬度管材、板材) ‘一贴即成’能满足各种用户需求。
该材料在建筑领域里形成的优势:
①全无机质的材质结构,防火等级A级,安全系数高;
②可与建筑物体同寿命并对建筑物体有保护作用；
③生产、使用全过程均无‘三废’排放,并可回收再利用,环境健康有保障;
④一经使用长期有效,节能效果始终如一,久经不衰,并对建筑物体可根据不同要求用不同材料具不同功能, (如呼吸、调湿、防火隔断，变色等)又能优先减少建筑本身能耗,在技术政策导向上把减少建筑本体的能源消耗(即被动式技术)放在比提高发电效率，供热制冷效率(即主动式技术)更优先位置上。更好地挖掘出建筑本体的节能潜力,构成更优的组合节能组合效力。根据这一技术的特点并采用了先进的生产工艺制作技术,分别制成:硬质板材、管材、异型材、以及方便运输及使用的灌注材料,胶凝材料、防火专用材料等,并可与轻质钢结构结合成装饰墙板一气呵成。
该材料的结构特点：
①保温隔热材料成型后呈均质的连续介质的固体：在制作过程中通过不同阶段的工艺处理,其机理的形成和整体结构显示出自有的特性。(过程和特性)
②在形成的团粒结构中,每一个团粒结构生成大量的真空空穴（即密闭的类真空气泡）空穴密集密闭独立互不相通,较好的发挥了真空隔热原理。
③各个团粒通过开键内部分子之间共价键结合,形成多面体结晶,键能大,熵值高,形成键的结合后（化学结构的变化）具有独特的结合力，与其他材料的有机结合剂形成的结合力有着质的变化,因此，能在长期高温状态下不老化、不质化、不变形、体型始终如一。
④内部絮状凝结，使气相和固相紧密结合,其层式网状叠力单元及填充,把纤维状材料与粒粉状材料有机的凝结在一起,使产品产生很强的内在构架和可与任何载体结合的亲和力。
⑤在成为热载体的隔材、衬材和围材后,周围形成热垒,从保温体到保温表面形成温度梯度,只要中心温度不变,这种温度梯度也就较为定型。
（4）不仅限在保温隔热的材料结构上的变革，而是要放眼未来,一切从人民利益出发,掀起建筑行业的大变革。为此,我们提出以下建议:
①行业统筹，切实重视从保温隔热材料市场的梳理作为行业变革的起点。
②保温隔热材料中应有一个理想的产品，这正是大有作为的好机会,就应以创新精神和智慧研制和开发出这一领域的全能替代产品。
③响应习主席在2018年元旦贺词中提出的: “以造福人民为最大政绩”、“让人民生活更加幸福美满”为目标，举一反三,在建筑领域里以创新理念,创新资源节约型,环境友好型的社会。
参考资料:
谢文丁. 绝热材料与绝热工程[M].国防工业出版社,2006.5
汪 刚. 实用建材手册[M].上海科学技术出版社,1997.11第二版
张德信. 建筑保温隔热材料[M],化学工业出版,2006.3 |