ayx爱游戏爱问共享资料聚氨酯在建筑节能保温材料中应用和防火安全性能的解析文档免费下载，数万用户每天上传大量最新资料，数量累计超一个亿 ayx爱游戏，环球聚氨酯网26TechnicalExchange技术交流建筑专栏聚氨酯在建筑节能保温材料中应用和防火安全性能的解析黄茂松上海市聚氨酯产业发展促进中心7月30日由住房和城乡建设部政策研究中心主办的聚氨酯行业发展与市场应用研讨会在上海召开针对央视新楼等多起火灾事故发生后一些部门提出的在公共建筑和超高层建筑中不准使用有机保温材料的观点与会专家一致认为有机保温材料不应全面受到火灾事故的株连中国建筑节能任重道远应大力推进目前最理想的建筑化学保温材料聚氨酯PU硬泡的应用对此上海市聚氨酯产业发展促进中心总工程师黄茂松研究员认为与其他有机无...

　　环球聚氨酯网26TechnicalExchange技术交流建筑专栏聚氨酯在建筑节能保温材料中应用和防火安全性能的解析黄茂松上海市聚氨酯产业发展促进中心7月30日由住房和城乡建设部政策研究中心主办的聚氨酯行业发展与市场应用研讨会在上海召开针对央视新楼等多起火灾事故发生后一些部门提出的在公共建筑和超高层建筑中不准使用有机保温材料的观点与会专家一致认为有机保温材料不应全面受到火灾事故的株连中国建筑节能任重道远应大力推进目前最理想的建筑化学保温材料聚氨酯PU硬泡的应用对此上海市聚氨酯产业发展促进中心总工程师黄茂松研究员认为与其他有机无机保温材料相比PU硬泡保温材料具有明显的节能和安全特性在我国建筑节能任重道远的形势下PU硬泡无疑是目前最理想的建筑保温材料不但不应该对其封杀反而应加大其科学使用力度本文论述了建筑节能在国家能源政策中的地位与作用介绍了PU硬泡保温材料应用于建筑节能的优点以及和其它有机保温材料和无机保温材料优缺点比较介绍了TVCC火灾灾情分析了其内因及其吸取的教训讨论了PU硬泡和聚苯乙烯泡沫燃烧机理从理论上阐明了两种保温材料烧燃机理的不同点讨论了聚苯乙烯快速燃烧的原因介绍了PU硬泡的防火性能标准提出了需建立防火安全性能测试方法依据讨论了建筑节能采用无机保温材料将给国家带来巨大损失的后果一PU硬泡材料在外墙保温建筑节能中应用前景一建筑节能是我国不可动摇的既定国策在全球金融危机影响下我国国民经济能否保持持续稳定的高速发展能源问题已成为一个突出的矛盾我国目前是世界上最大的建筑市场我国既有建筑面积400亿m2每年新增建筑量20亿m2而目前我国新建筑中95以上仍是高能耗建筑建筑能耗已经达到全社会能耗的27若不采取节能措施到2020年将有50全国能源消耗在建筑上据有关部门统2009年9月总第88期计我国建筑围护结构保温性能普遍较低外墙和窗口的热导率系数为同等发达国家的3-4倍外墙单位建筑面积耗能要高出4-5倍我国建筑单位面积总热量为气候条件接近的发达国家高出2-5倍由此表明我国建筑节能的潜能很大根据建设部建筑节能的总体目标到2010年全国城镇新建建筑实现节能50对既有建筑节能改造大城市完成25中等城市完成15小城市完成10到2020年北方和沿海经济发达地区新建筑实现节能65由此表明建筑节能已成为影响我国能源可持续发展战略决策的关键因素也是我国持久的不可动摇的国策据有关资料报导欧美等发达国家和建筑保温材料中约有49采用PU材料但在我国目前还不到10EPSXPS在欧州和美国建筑节能保温材料中占有率10在中国占80据国际板材制造商协会公布的资料表明PU和PIR聚异氰尿酸酯板材在发达国家占建筑节能板材总消费量的738EPSXPS只占206其中有机泡沫塑料板材达到了建筑节能材料消费量的944中国塑料加工协会PU专业委员会高级顾问孟扬教授作过粗略计算按照中国的建筑市场每年新增建筑面积20亿m2按65节能标准计算年需PU保温材料为100万ta对400亿m2建筑能耗既有建筑每年也以20亿m2节能改造计算每年也需100万taPU保温材料由此可见我国的建筑节能将给我国PU硬泡市场带来巨大市场空间二PU硬泡与其它保温材料优缺点比较1PU硬泡保温材料的主要优点1保温性能优越导热系数可达到0017-0025wmk是目前有机和无机保温材料导热系收最低的一种材料在达到同样隔热效果条件下其使用的保温层厚度最小计算表明在达到同样隔热效果条件下50毫米厚的PU硬泡相当于80毫米厚的EPSXPS90毫米厚的矿物棉和760毫米厚的混凝土结构2力学性能优良喷涂PU硬泡与基层墙体表面粘结牢固能在较宽温度范围和较高湿度条件下抵御承受风力自重及撞击等各种负载时PU保温层与基层不合产生起鼓而分离尺寸稳定性小于1延伸率大于5具有一定的韧性不易产生开裂现象耐冲击性能优良与其它保温材料相比具有较强的抵抗外力的能力强度是PU硬泡最重要的力学性指标它的大小直接决定着外墙饰面系统抗风压抗冲击抗应变能力是评估外墙保温系统使用安全性能最重要最直接的性能指标3防水性能良好PU硬泡呈闭孔结构闭孔率高达95以上具有优良的防水隔汽性能能阻隔水及水蒸汽渗透使墙体保持一个良好的稳定的绝热状态这是目前其它保温材料很难实现的2PU硬泡同EPSXPS外保温材料相比具有以下优点1保温性PU硬泡保温性能明显优于EPXXPS2密封性EPS和XPS有缝有空腔结构外界空气很容易通过缝隙空腔流通影响保温性能3抗风揭性PU硬泡在密度35kgm3下抗拉强度为03Mpa完全可以承受高层建筑外墙由于风的负压荷载能力而EPS抗拉强度在干燥状况下仅为01Mpa浸水后的抗拉强度则更低所以一般EPS不能用于高层建筑4抗裂性PU硬泡力学性能优良尺寸变化率1有一定韧性故抗裂性好而EPSXPS一般要求存放40天后才能用于施工而实际应用很难做到因而EPS保温工程易出现裂缝墙体透湿和返水现象5防水性PU硬泡闭孔率达95自结皮闭孔率100而EPS和XPS为空腔粘贴水结露水易透过裂缝及空腔渗入室内6环保性PU发泡剂可用无氟与半氟发泡而XPSEPS较难做到大都采用氟利昂发泡破坏臭氧层造成污染大气层7阻燃性PU硬泡离火自熄碳化EPS和XPS遇火高温下产生熔滴易产生二次燃烧3无机保温材料应用的缺点岩棉玻璃棉和膨胀珍珠岩等无机保温材料存在以下缺点1导热系数大00650090wmk保温性能差2密度大保温层厚度大占地面积大3材料力学性能差材料本身呈松散结构成型板块时需用乳化沥青做粘合剂抗撞击强度和受压强度等整体力学性能均较差4吸湿性大此类保温材料在使用过程中易吸湿致使导热系数大幅升高保温性能变得更差5环保性能差此类材料含有大量有害物质在施工和应用中对人体有害玻璃棉遇潮后释放有毒气体一些发达国家已禁止使用此类材料作保温材料二PU硬泡外墙保温材料防火安全性能解析一国内近年来发生的两次火灾案例分析1深圳龙岗区火灾案例2008年9月20日深圳龙岗区文化俱乐部大厅里演员表演节目用烟火道具枪向天花板打烟火火花点环球聚氨酯网28TechnicalExchange技术交流建筑专栏然天花板点燃未经阻燃处理的PU材料引起火灾烧伤59名其中48名为烟雾吸入性损伤由此在社会上对PU材料产生了负面影响当地公安部为此作出规定一律不准在当地使用PU泡沫作为室内装饰材料此次火灾根本原因采用的PU泡沫塑料未经阻燃消烟处理易起火起火后产生大量浓烟引起人员伤亡2中央电视台新址北配楼电视文化中心简称TVCC火灾案例2009年2月9日晚TVCC发生大火燃烧持续时间6小时过火而积达10万平方米7人受伤其中一名消防人员牺牲TVCC共有30层高159米建筑面积103648平方米主体结构为钢筋混凝土结构外立面装修材料南北侧为玻璃幕墙东面立面为钛锌板幕墙幕墙外层表面保温材料为XPS聚苯乙烯挤塑板内层表皮保温材料为防火棉外层表皮防水材料为三元乙丙防水膜初步查明火灾系违规燃放烟花爆竹引燃保温材料所致火灾沿保温材料面上下左右多个方向迅速蔓延到整个大楼中央电视台2月13日通报专家组对火灾现场进行勘察的初步结果称这次火灾系新中国成立以来建筑物燃烧最快的一例TVCC火灾案例原因分析建筑部幕墙门窗标准化技术专家组组长龙文志教授对此次火灾原因教训和对策作了精辟分析龙教授观点概括如下1火灾的内因是采用了防火性能差的XPS聚苯乙烯挤塑板复合板该复合板材采用由德国进口的2毫米厚钛锌板作屋架幕墙采用直立锁边结构的铝镁锰合金板板厚小于1毫米作层面防水层钛锌板熔点4180C左右燃放烟火的礼炮及礼花弹其燃烧温度高达17000C燃烧的礼花一旦落在钛锌合金板上面熔融的钛合金向下流淌引燃下层XPS保温材料从而形成XPS大面积闷烧使连结一起的钛锌板产生烟囱效应进而火焰迅速蔓延和积累最终引发TVCC整体轰燃而产生轰爆效应2深刻吸取教训防止此类案例重演龙教授认为此次火灾燃放烟火只是外因该建筑幕墙及屋面的XPS保温材料造就了火灾隐患存在必然性龙文志教授特别指出这次不出现火灾可能在今后别的大楼使用过程中也要出现火灾而那时的危害性要比现在严重上百倍TVCC火灾案例要从中深刻吸取其教训XPS材料由于温度超过800C产生熔滴引发燃烧后极易诱发二次燃烧且具有极快的火焰传插速度由此公共建筑和超高层建筑采用此类保温材料必须慎之又慎在美国有20多个州禁止使用聚苯乙烯泡沫用于建筑保温在英国18米以上建筑不允许使用EPS板薄抹灰外墙保温系统在德国22米以上建筑不充许使用EPS板薄材灰外墙保温体系在欧洲许多夹心板材厂不再生产防火性能差的EPS板许多保险公司已禁止给EPS板作保温建筑保险同样在韩国和澳洲等地的建筑保温市场EPS和XPS泡沫也被禁止使用3建立符合中国国情的建筑外墙屋面保温防火节能体系近年来重大恶性建筑火灾和外墙屋面火灾事故频频发生不能机械地套用国外一些方法龙教授认为建筑火灾和外墙防火要结合我国的实际情况出发做到安全与节能防火与保温并重建立符合中国国情的建筑幕墙屋面保温防火节能体系针对中国新时期防火消防工作规律突破制约外墙层面防火的

　　关键技术形成具有强制力的科学性的技术标准和工程规范二PU硬泡外墙保温材料防火安全性能最新技术进展1上海精洽科贸公司杨宗琨教授的重大科技成果杨教授积20多年PU硬泡防火安全性能研究经验研制成氧指数高火焰传播性小烟雾小毒性小耐燃性好抗火焰贯穿力强的难燃PU硬泡其核心技术是发明了经化学结构改性的无卤阻燃聚醚多元醇即在易燃的氨基甲酸酯分子结构中引入了耐高温难燃低发烟低毒性的环状结构化合物异氰脲酸脂环哑唑烷酮芳香族环碳化亚二胺结构并选择了先进的无卤膨胀性阻燃技术研制成的板材经国家建筑工程材料监督检验中心上海建材及构件质量监督站检测氧指数为327烟密度等级SDR为61达到了B1难燃等级该项成果需尽快推动其实现产业化和市场化2南京四环研究所朱吕民教授的重大科技成果朱教授也研制成了一种无卤阻燃聚醚并成功地应用于PU软泡和硬泡已实现产业化和市场化亨斯迈上海研发中心与山东一家公司联合研制成了环保型双面彩钢PU夹心板达到B1等级韩国一山上海有限公司也研制成了PU难燃PU硬泡经四川消防所检测达到了B1级难燃等级3江苏化工研究所研制成了阻燃PU硬泡和松香油聚酯多元醇南京康塑德公司已实现了芳香族聚酯多元醇系列化广州朗腾PU公司已研制了阻燃PU硬泡组合料此外跨国公司HUMTSMANBASFBayer也有多个品种的阻燃级PU硬泡4我国阻燃剂抑烟剂已有空前发展为我国阻燃PU硬泡研发和生产基定了坚实基础2009年9月总第88期中国科大北京理工大四川大学在高分子阻燃和火灾科学研究方面已取得了令人瞩目的成果三对PU硬泡保温材料防火安全性能的讨论1PU硬泡与聚苯乙烯泡沫燃烧机理分析1PU硬泡的燃烧机理PU硬泡是一种交联热固性材料燃烧机理以凝聚相燃烧为主要控制区其燃烧过程点火→凝聚相发生热分解反应→凝聚相表面形成碳化层→凝聚相热分解产物进入气相燃烧区→气相反应区完成燃烧反应释放大量热量PU硬泡燃烧机理特点是在凝聚相表面形成一个碳化层此碳化层可有效起到阻碍燃气气相反应区热量和高温反应产物向固相的传递对热量传递起到屏蔽作用从而起到降低火焰的传播速率因此对PU硬泡采取的阻燃措施主要是降低凝聚相分解反应速率提高碳化层的致密性和厚度以及采用PIR聚异氰尿酸酯结构泡沫和化学或物理膨胀型阻燃剂以及具有阻燃分子结构的PU硬泡均能起到提高表面碳化层的阻燃效果2聚苯乙烯EPSXPS泡沫的燃烧机理聚苯乙烯泡沫是一种热塑性材料其燃烧机理主要以气相燃烧为主要控制区无阻燃剂条件下一般表面不形成碳化层其燃烧过程点火→固相发生热分解反应→固相分解产物直接进入气相区→气相区完成燃烧反应释放大量热量由于聚苯乙烯燃烧过程中燃烧表面无碳化层结构所以聚苯乙烯热释放速率一般要比PU硬泡要大聚苯乙烯燃烧的另一个特点就是在燃烧过程中会产生熔滴熔滴易扩大燃烧面导致二次燃烧这也是聚苯乙烯火焰传递速率快的一个重要原因TVCC火灾实情验证了聚苯乙烯存在快速传递火焰速率的致命缺点2关于PU防火安全性能阻燃等级标准1GB8624-1997《建筑材料燃烧性能分级方法》规定用氧指数着火性垂直水平燃烧法火焰传播性和烟密度三项指标作为衡量材料的阻燃性能标准按照GB8624-1977标准PU硬泡B1级阻燃指标是1氧指数大于322平均燃烧时间30秒平均燃烧高度小于250毫米3烟密度SDR752GB8624-2006标准采用燃烧热释放速率燃烧热释放量燃烧烟密度和燃烧产物毒性四项指标作为材料阻燃性能分级标准把建材燃烧性能分级为A1A2BCDEF共7级其中A1A2级PU硬泡难以达到建材用PU主要分BCD三种级别GB8624-2006B级和C级对应于8624-1997B1级GB8624-2006D级和C级对应于8624-1997B2级新标准申引入了SBI测试建筑材料或制品单体燃烧实验GBT20264SBI测试和以往阻燃测试最大区别是不再单独测试泡沫的阻燃能力而是测试包括面层在内的整体燃烧与热释放速率3GB862-2006标准中增加了燃烧产物毒性一项GB8624-2006比欧美国家对PU硬泡达到的标准要高得多欧美国家只要达到其中二项就可以了而我国必须四个指标全部要达到标准这是根据中国国情出发必须制定严格的防火性能标准3关于安全防火性能的测试方法PU硬泡保温材料安全防火性能测试方法应涵盖三个方面内容1建立性能化标准化科学试验方法主要建在国家级省市级消防和质量研究单位主要任务制定标准质量监督产品等级判断和防火性能研究2建立真实火灾模拟试验方法主要建在国家级研究和高校单位如国家级火灾重点实验室主任任务模拟材料的真实火灾下燃烧特征与材料的防火安全性能建立相关关系是判断防火安全性能的终裁手段3建立简易易以推广的常规测试方法主要针对大量产品生产单位使用作为检验产品防火安全性能的常规检测方法以上三种试验方法均需具有与材料真实火灾燃烧性能有较好的相关性4关于PU硬泡毒性气体问题目前国内对PU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此种材料不能作为建筑的内保温和外保温材料这种见解带有一定的偏面性PU泡沫燃烧产物毒性气体的成分不是不可以改变的更不是必然的这主要取决于PU泡沫的结构以及采取何种阻燃剂和抑烟剂通过科学的研究方法完全可以研制成燃烧产物烟密度小毒性低的PU泡沫产品在中国PU工业协会2008年第十四次年会上日本三村成利作了日本聚氨工业协会就火灾问题的对策有关PU泡沫的火灾安全报告在报告中日本PU工业协会系统地对PU泡沫燃烧气体毒性组份组成及对老鼠作了毒性试验得出的结论是PU泡沫燃烧产物毒性气体组成与木材燃烧产物相近相信日本PU工业协会是以一种负责任的态度公布其研究结果国内相关单位应认真对待此研究结论切勿轻易否定5将建筑节能有机保温材料一律拒之门外环球聚氨酯网30TechnicalExchange技术交流建筑专栏欢迎投稿邮箱editorpuworldcom据悉最近国家有关部门试图作出规定公共建筑和超高层建筑一律不准使用有机保温材料提倡采用无机保温材料这种片面规定值得国家能源部和建设部深思此种规定一旦实施将会带来以下恶果1国家建筑节能任务将付之东流若建筑节能采用无机保温材料则无法完成50和65节能目标也无法完成未来国家节能减排的艰巨任务将会造成对国家经济和能源巨大损失根据建筑体系围护结构传热系数的要求要实现节能率65墙传热系数必须达到0406要达到此要求无机保温材料难以达到必然被淘汰2采用无机保温材料是历史倒退欧美经济发达国家建筑节能材料发展历史是无机保温材料→聚苯乙烯有机保温材料→PU有机保温材料正由于有机保温材料在建筑节能等方面比无机材料具有综合优势而被这些经济发达国家广泛采用若采取这种因噎废食作法片面认为有机保温材料防火安全性能达不到要求干脆一律加以否决这种做法是建筑保温材料发展史上一种倒退3无机材料绝非理想选择无机保温材料除防火性能占有一定优势外本身存在环保性能差吸湿性大占地面积大自重量大和含有危害人体毒性等缺点从综合性能和综合经济效益评价无机保温材料并非建筑保温材料的理想选择三几点看法1我国巨大的建筑节能市场是拉动我国未来PU发展的主要因素也是国际跨国公司瞄准的重点目标市场建筑节能是国家不可动摇的既定国策也是国家实现节能减排的一项重要举措是确保我国国民经济持续平稳增长人民生活水平不断提高能源得到充分利用和保护地球环境的一项极为重要的政策2PU硬泡具有优越的保温性能优良的力学性能和防水性能是实现国家建筑节能目标不可缺少的一种理想建筑保温材料国外发达国家十多年在建筑节能上成功应用充分表明PU硬泡作为建筑节能保温材料技术上是可行的也是可靠的3PU硬泡作为外墙保温材料必须做到节能与安全保温与防火两者并重两者缺一不可PU硬泡用于建筑保温材料其防火安全性能在技术是可以达到的国内PU硬泡保温材料今后努力方向是提供生产出符合建筑节能要求防火安全性能达标性价比优良的产品并尽早实现产品产业化市场化和系列化4尽快建立符合中国国情的建筑外墙保温防火节能体系的评估办法包括制订标准符合科学性合理性可操作性建立测试方法符合客观性和可操作性制订现场检测和监督管理办法等5建筑节能保温材料采用无机保温材料并将有机保温材料一律拒之门外的作法值得有关部门深思此种作法不符合建筑节能保温材料的科学发展规律极大地限制了有机保温材料的合理发展严重阻碍了国家节能减排的国策实施将对国家能源建筑和经济造成巨大损失6TVCC火灾案例有关专家已得出明确结论TVCC火灾是建国以来建筑物火焰传播速度最快的案例其内因是采用了具有快速火焰传播速度的XPS有机保温材料TVCC火灾应引起国家相关部门深思目前我国已有高层建筑近10万幢其中100米以上的超高层建筑几千幢未来30年估计我国新建高层建筑近10万幢在公用建筑高层建筑和超高层建筑保温材料应用上必须深刻吸取TVCC惨痛教训防止类似恶性事故重演致谢1上海市普陀区华校生教授为本文提供了宝贵资料在此表示衷心感谢2房屋与城乡建设部政策研究中心黄荣对本报告给予了大力支持在此也表示衷心感谢2009年7月21日于上海

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