聚氨酯在建筑节能保温材料中的应用亟待正名
□ 上海市聚氨酯产业发展促进中心 黄茂松
日前,中国房地产研究会副会长顾云昌表示,我国现在每年新建的房屋面积占到世界总量的50%,而建筑能耗
占到我国全社会能耗总量的40%。其中,建筑材料尤其是墙体不保温、不隔热是当今我国发展绿色建筑面临的主要
问题之一。按照目前我国建筑市场的成长速度,建筑节能市场尤其是在墙体保温材料方面的增长前景十分可观。而
聚氨酯(PU)硬泡保温材料因2008年9月在深圳龙岗、2009年2月在央视新址北配楼等引发多起火灾事故将PU
保温板材的安全性推向了风口浪尖,其安全性曾一度引起社会各界的广泛关注。一些部门更是将矛头直接指向建筑
用保温材料,并提出在公共建筑和超高层建筑中不准使用有机保温材料。但笔者认为,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,正确使用是不会产生危险的,其作为一种理想的建筑保温材
料,不但不应该对其封杀,反而应大力推广。
PU硬泡保温材料综合性能优越
目前,我国具有全球最大的建筑市场,既有建筑面积400亿m2,每年新增建筑量20亿m2,其中95%以上仍是
高能耗建筑,我国建筑保温市场空间巨大。与目前我国的建筑保温市场相比,欧美等发达国家采用的建筑保温材料
中49%都是PU材料,我国这一比例目前还不到10%。EPS/XPS(聚苯板/挤塑板)在欧美等国建筑保温材料中的占有
率不到10%,而在我国却达80%。据国际板材制造商协会公布的资料,欧美的PU和PIR(聚异氰脲酸酯)板材占建
筑节能板材总消费量的73.8%,EPS/XPS只占20.6%,有机泡沫塑料节能板材合计所占份额已达到94.4%。
PU硬泡材料的导热系数可达到0.017~0.025w/m.k,是目前有机和无机保温材料导热系收最低的一种。在达到
同样隔热效果条件下,其用量与保温层厚度最小。计算表明:在达到同样隔热效果条件下,50mm厚的PU硬泡,相
当于80mm厚的EPS/XPS、90mm厚的矿物棉和760mm厚的混凝土结构。同时,PU硬泡的力学性能良好,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,经受风力、自重及撞击等各种负载时,PU保
温层与基层不会产生起鼓而分离。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。此外,
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,这也是目前其他保温材料难以实现的。
同EPS/XPS外保温材料相比,PU硬泡保温性、密封性、抗风揭性、抗裂性、防水性、环保性、阻燃性等方面
均优于后两种材料。XPS材料由于温度超过800℃时将产生熔滴,极易诱发二次燃烧,且具有极快的火焰传播速度。
而央视新址北配楼起火的真实内因也是采用了具有快速火焰传播速度的XPS有机保温材料。因此,公共建筑和超高
层建筑采用EPS/XPS保温材料必须慎之又慎。在欧、美等发达国家和地区,EPS/XPS保温材料已被大面积禁止使用。
目前,美国已有20多个州禁止将聚苯乙烯泡沫用于建筑保温;在英国18m以上建筑不允许使用EPS板薄抹灰外墙
保温系统;德国22m以上建筑不允许使用EPS板薄抹灰外墙保温体系。欧洲许多夹心板材厂不再生产防火性能差的
EPS板,许多保险公司也已禁止给EPS板作保温建筑保险;韩国和澳洲等地的建筑保温市场EPS和XPS泡沫也已被
禁用。
岩棉、玻璃棉和膨胀珍珠岩等无机保温材料与PU硬泡保温材料相比,尽管防火性能占有一定优势,但其本身
存在环保性能差、吸湿性大、占地面积大、自重量大和具有危害人体健康等缺点,从综合性能和经济效益评价来看
并非建筑保温材料的理想选择。
PU硬泡是理想的建筑保温材料
高层建筑火灾使得国内对公共建筑和超高层建筑使用包括PU硬泡在内的有机保温材料以及PU硬泡燃烧后产生
大量有毒气体产生了质疑和误解。事实上,PU泡沫燃烧产物毒性气体的成分并非不可以改变,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。日本就曾在2008年有关“日本聚氨酯工业协会就火灾问题的对策——有关PU泡沫的火灾安全”的
报告中指出,日本PU工业协会系统地对PU泡沫燃烧气体毒性组分及对老鼠毒性做了试验,得出结论:PU泡沫燃
烧产物毒性气体组成与木材燃烧产物相近。
根据建筑体系围护结构传热系数的要求,要实现建设部制定的到2010年全国城镇新建建筑实现节能50%,到
2020年北方和沿海经济发达地区新建建筑实现节能65%的总体目标,墙传热系数必须达到0.4~0.6,而使用无机保
温材料是难以达到的。
目前我国每年新增的20亿m2建筑面积,按65%节能标准计算,约需PU保温材料100万t;现有400亿m2既
有建筑每年也以20亿m2节能改造计算,每年也将消耗约100万t PU保温材料。我国建筑节能战略的推进将给PU
硬泡市场带来巨大发展空间,该领域也正成为聚氨酯生产企业瞄准的一个重要方向。
