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岩棉与聚氨酯保温材料对比说明


2023-06-30

   岩棉填充与聚氨酯发泡是预制舱常用的两种保温施工方案,而聚氨酯发泡保温工艺具有更好的保 温性和更高的填充率更受客户欢迎,我公司产品上述两种保温工艺都可选择,并满足客户要求。我公司经过多次执行两种保温工艺的项目经验,和技术部门对两种保温工艺的综合对比与考量,出于为客户的长期利益考虑,所有执行的项目均默认采用岩棉填充保温。特将相关说明详细列举如下,供客户考量。

表 1 预制舱岩棉与聚氨酯保温材料综合对比

附 1: “24 墙”同等保温能力所需材料厚度

     查《实用供热空调设计手册》表 4.2-15 得内外双面抹灰的“24 墙”热阻为 0.492(㎡.k/w) 有δ=λ*R0* aλ δ:维护结构各层材料厚度(m); λ:维护结构各层材料导热系数[W/(m·℃)]; aλ:材料导热系数修正系数 则岩棉达到“24 墙”保温能力所需的材料厚度为 δ岩棉=R0*λ岩棉=0.492*0.041*1.2=0.024m,即 24mm δ聚氨酯=R0*λ聚氨酯=0.492*0.024*1.2=0.014m,即 14mm 建筑结构保温性不光取决于保温材料的导热系数还取决于保温层厚度,我公司的保温体系除了在 框架中填充的 50mm 保温层外,还有 50mm 的压实岩棉夹心壁板也能起到保温作用,同同行厂家相 比,我们通过保温层厚度的增加达到了同聚氨酯保温一样的保温性能。

附 2:聚氨酯保温材料存在的隐患

    预制舱墙壁保温夹层通常为非封闭墙体在内部填充物起火时极易产生“烟囱效应”,且聚氨酯材 料燃点较低,使得火势极易扩大,且难以灭火。阻燃聚氨酯材料通常情况下可做到“离火自熄”,即 在外部火源熄灭后可自动停止燃烧,但在“烟囱效应”发生时,由于夹层内空气对流大大加强,从外 部吸入大量氧气,导致聚氨酯材料火焰无法熄灭。

    《建筑设计防火规范》GB50016-2014(2018 版)中有多条内容对 B 级阻燃材料作为保温层附加了 额外要求,内容摘抄如下:

6.7.1 条:“建筑的内、外保温系统,宜采用燃烧性能为 A 级的保温材料,不宜采用 B2 级保温材 料,严禁采用 B3 级保温材料;”

6.7.3 条:“建筑外墙采用保温材料与两侧墙体构成无空腔复合保温结构体时,该结构体的耐火极 限应符合本规范的有关规定;当保温材料的燃烧性能为 B1、B2 级时,保温材料两侧的墙体应采用不 燃材料且厚度均不应小于 50mm。”

6.7.10 条:“建筑的屋面外保温系统,当屋面板的耐火极限不低于 1.00h 时,保温材料的燃烧性 能不应低于 B2 级;当屋面板的耐火极限低于 1.00h 时,不应低于 B1 级。采用 B1、B2 级保温材料的 外保温系统应采用不燃材料作防护层,防护层的厚度不应小于 10mm。”当建筑的屋面和外墙外保温 系统均采用 B1、B2 级保温材料时,屋面与外墙之间应采用宽度不小于 500mm 的不燃材料设置防火 隔离带进行分隔。

6.7.11 条:“电气线路不应穿越或敷设在燃烧性能为 B1 或 B2 级的保温材料中;确需穿越或敷设 时,应采取穿金属管并在金属管周围采用不燃隔热材料进行防火隔离等防火保护措施。设置开关、插 座等电器配件的部位周围应采取不燃隔热材料进行防火隔离等防火保护措施。”

     在耐火性方面,岩棉为 A 级耐火材料,基本可视为不燃,而聚氨酯最高能达到 B1 级阻燃,大部 分为 B2 级阻燃。且大部分预制舱厂家的耐火试验报告均为岩棉填充下的型式试验,聚氨酯发泡保温 工艺下的预制舱体实际不满足耐火极限要求,由于现场动火作业或切割高温导致预制舱保温层起火在 我们行业中已有过多次先例。


附 3:发泡聚氨酯的质量稳定性说明

    岩棉板是以玄武岩、白云石等为主要原材料,经高温熔融高速离心成纤维并加入一定量粘结剂、 防尘油、憎水剂后加工切割而成的无机纤维板。具有质量轻、导热系数小、不燃的特点,符合《建筑 绝热材料的应用类型和基本要求》的规定。岩棉防火等级为最高的防火等级 A1 级,能有效防止火势 蔓延。其尺寸非常稳定,在火灾中不会伸长、收缩或变形。同时岩棉耐高温,熔点高于 1000℃,在火 灾中不产生烟雾或者燃烧液滴/碎片,在火灾中不会释放有害环境的物质和气体。因此岩棉也常被作 为防火材料使用。

    聚氨酯发泡保温现场施工应采用带自加热、恒温的聚氨酯专用喷涂设备,首次喷涂前应少量试喷, 以检查计量泵配比与组分混合度。当需要完成的保温层厚度较大时,需分层多次喷涂,每层发泡厚度 25mm 左右。在喷涂过程中,设备需一直开启加热保温功能,且压缩空气不能中断,否则组分混合不 均匀,需要对小范围返工重喷。其他注意事项如下:

1、 聚氨酯发泡施工的最佳温度为 18-25 摄氏度,环境温度是保温层施工特别重要的因素。当 环境温度较低时发泡过程较缓慢导致材料密度过高,保温层填充率与厚度不合格影响其保 温性。当环境温度过高时发泡会更加强烈导致材料密度过低,影响其阻燃性与寿命。当环 境温度低于 5℃时组分难以发泡,导致保温层无法附着且沾染墙壁与地面难以清理。

2、 聚氨酯发泡施工前需先将阻燃剂等组分混合到一起并充分搅拌,因组分有一定黏度采用人 工搅拌难以保证组分混合均匀。若阻燃剂混合不均匀会导致保温层阻燃性能不达标。

3、 聚氨酯发泡材料喷涂到物体表面后可以立即反应并固化,易于吸附在各种形状的表面从而 提高填充率是其极大的优点,但操作过程中极易沾染在人体和衣物表面,且极难清理。并 且对结构进行聚氨酯发泡喷涂过程中易于产生物质散布,气凝胶和有害物质扩散,容易引 起吸入和环境污染。

4、 黑料与白料均需保存在阴凉通风的室内,不得受紫外线照射。黑料的保存温度为 15-35℃, 白料保存温度为 15-30℃,黑白料均不得保存在 5℃以下环境。

由于施工作业不规范,原材料保存不规范,施工时环境温度过低等多种因素,预制舱聚氨酯 发泡保温层质量极不稳定,许多预制舱厂家的保温层都出现厚度不均,阻燃性不合格,保温层大 面积脱落的问题。而由于聚氨酯发泡保温返工难度很大,很厂家均选择掩盖问题直接发货,将安 全隐患留给了未来。 


附 4:发泡聚氨酯的使用寿命说明

    聚氨酯材料的老化现象受紫外线和温度的影响较大,故对于直接裸露在外的部位很容易产生脆裂 问题。

1、 聚氨酯材料受到光照射(自然光、紫外光等)所引起的老化降解称为光老化降解,因此聚氨 酯适用于封闭夹层内使用而不宜作为外覆盖保温材料。发泡聚氨酯保温材料发生光老化降 解后会发黄粉化,而损失一定的物理性能,如果聚氨酯发泡完成后长时间受阳光直射,其 使用寿命也将受到影响。

2、 聚氨酯材料受温度影响而发生的降解称为热老化降解,因此聚氨酯更适用于冷藏库等场景 低温环境。发泡聚氨酯保温材料在-20℃~80℃的温度范围内均保持良好的弹性和粘结力, 热老化降解过程在 80℃开始,超过 100℃时反应加速进行,在 130℃以上温度短时间内材 料即会失效,需要更换。

聚氨酯发泡材料的使用寿命通常为 15-20 年,而岩棉的使用寿命为 30 年以上。因现在预制舱通 常要求使用寿命为 30-40 年,理论上来说在使用聚氨酯保温的预制舱,全寿命周期内需要更换一次保 温材料。 

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