A级外保温材料市场应用前景发展探析
近日公安部下发了《关于进一步明确民用建筑外保温材料消防监督管理有关要求的通知》,明确表示将民用建筑外保温材料纳入建设工程消防设计审核、消防验收和备案抽查范围。通知还表示,在新标准发布前,从严执行《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》第二条规定,民用建筑外保温材料采用燃烧性能为A级的材料。
据了解,目前墙体保温市场上,防火性能达到B1级的企业寥寥无几,达到A级的企业更是屈指可数,且多为日本三菱、德国阿鲁克邦、德国可耐福等国外巨鳄,其价格令多数开发企业望而却步。例如,德国阿鲁克邦的A2级铝板售价500元/平方米,比国内同类企业B级铝板价格高出5~10倍。
而国内企业所研发的A2级铝板虽然售价为200元/平方米,但相对B级产品价格也高出3~5倍。而且这些创新产品需经国家多个检测部门多项审核、查新,其时间成本亦使开发企业无奈弃之。而增加防火隔离带的硬性规定,也增加了新的成本,每增加一层防火隔离带,将多花费几十至几百元不等。
对此,业内有关专家指出,我国的外墙外保温企业应大力加强防火基础研究,加快墙体保温行业技术创新,尽早研发出防火级别更高,且能够形成产业化规模,价格易于市场接受,既节约资源,又可重复利用的低碳类新产品、新技术,以应对行业洗牌。
行业分析:我国建筑外墙外保温行业现状
目前我国建筑用保温材料,特别是外墙外保温用材料以有机材料为主体,其中聚苯乙烯(EPS、XPS)市场占有率为90%,聚氨酯(PU)为10%。这些有机类保温材料在隔热性能、力学性能、施工性能等方面都具有优异表现,同时配套的施工技术较成熟,形成了相对完善的标准、规范体系,近年来在建筑保温领域呈现较强的发展态势,为我国的建筑节能做出了巨大的贡献。
然而,由于材料本身特性以及各种防火措施和管理措施没有落实到位,火灾事故时有发生。这些火灾的发生直接经济损失数十亿元,间接经济损失可达数百亿元,并造成一定的社会恐慌和环境污染。在火灾中有机材料所产生的影响已引起人们高度重视。
为了保证安全,住建部和公安部消防局在2009年9月共同颁布了《民用建筑外保温及外墙装饰防火暂行规定》(公通字[2009]46号)。在该“暂行规定”中对“高度大于等于100m的住宅建筑、高度大于等于50米的公用建筑,和建筑高度大于等于24m的幕墙式建筑作出了所使用的保温材料的燃烧性能应为A级的规定;
按照两部的“暂行规定”,要解决高度大于24m的幕墙建筑、高度大于100m的住宅建筑和高度大于50m的公共建筑的外墙外保温问题,以及低于这些高度建筑的防火隔离带问题,必须开发出适于外墙外保温的新一代不燃和难燃保温材料,并形成这些材料的生产技术体系、施工技术体系和相应的标准、规范体系。
我国不燃型建筑外墙外保温材料面临的问题
岩、矿棉是目前外墙外保温材料中能够达到A级标准的材料。岩、矿棉中的所有金属氧化物都为稳定氧化物,在火灾过程中没有氧化还原反应发生,因此为理想的不燃材料。岩、矿棉制品具有良好的高温稳定性,在300℃以下服役,体积和强度性能长期保持稳定不变。
短时高温作用于岩、矿棉板表面,其整体体积和形状不发生变化。岩、矿棉板的导热系数为0.035W/m·k~0.045W/m·k,在常见无机保温材料中是导热系数较低的品种,其制造成本也相对较低。因此欧洲国家大量采用岩、矿棉作为高等级防火外墙外保温的主体材料。而我国目前大部分使用高炉炼铁矿渣等固体废弃物为主要原料,也就是说,我国岩、矿棉保温材料中大部分产品实际上是矿渣棉。我国目前岩、矿棉总产能为108万吨/年,其中岩棉约10万吨/年,矿渣面约98万吨/年。我国岩、矿棉绝大部分是用于蒸汽管道和炉墙的保温,其质量与大规模用于墙体保温的要求还相差甚远。
在国外,尤其是欧洲的建筑市场中大量使用不燃的岩棉制品,北欧人均消耗量在20 kg以上,美国人均消耗量为5-10 kg,前苏联人均消耗量也在5 kg以上。在德国超过22
m的建筑外保温几乎全部采用岩棉保温材料。岩棉应用于外墙外保温系统(ETICS)在欧洲已经有几十年的历史,有成熟的产品标准和系统认证指南。经历了40多年的风霜雨雪考验。岩棉作为无机不燃烧材料,是国外已经具有成熟应用技术的所有外墙外保温材料中能够完全满足我国现行国家和行业标准中A级不燃的保温材料。
以目前我国建筑保温市场的需要量分析,如果按照10%的市场占有率,则年需求量至少将达到数百万吨,为现在全国产量的数倍。
成本太高使用少 民用建筑外墙保温材料升级难
依照2009年公安部和住房城乡建设部的规定,民用建筑外保温材料的燃烧性能宜为A级,且不应低于B2级。A级是指不燃材料,B2级是指可燃材料。可燃材料不同于易燃材料,在短时间内能阻挡小火焰轰击而无明显火焰传播;即便被点燃,燃烧速度也相对缓慢。近期公安部门又下发新通知,从严执行规范,民用建筑外保温材料要采用燃烧性能为A级的材料。那么黑龙江省建筑市场情况如何?在建工程外墙保温材料燃烧性能是否能跟上新政策?近日记者走访了部分建筑市场和在建工程的楼盘。
近日,记者走访黑龙江省部分建材市场和哈尔滨一些制造保温材料的公司,发现市场上充斥着大量不合格的外墙保温材料。一旦失火,整个楼房就会被这层可以燃烧的外衣所包围。
哈尔滨市生产保温材料公司一位负责人告诉记者,现在市场上达到A级燃烧性能的保温材料凤毛麟角,同时由于普通材料和不燃材料价格差距使大部分人都使用普通易燃材料,哈市现在楼体保温用A级的很少。
记者在哈尔滨中马路上部分销售保温材料的店铺咨询。一位店主拿出一块镶嵌着保温材料的保温层模板,“现在用这个的多”。这块模板,最外层是一片涂抹专用砂浆的装饰瓷砖,接着是一层网格布,又一层砂浆,然后才是最核心的保温材料板。“把它粘合到楼体外墙,就组成了一个完整的保温层。”店主说,这种保温层单价从200元/立方米到300元/立方米不等。记者问防火吗?店主说:“不防火,你外面不是还有砖吗,这个就够用,不用买防火的。”
记者又问有防火的保温板吗?店主回答没有,防火的得订货,那个价格高,一般不好卖。
据了解,保温材料的燃烧性能,可分为A级(不燃)、B1(难燃)、B2(可燃)、B3(易燃)4个等级。2009年,公安部和住房城乡建设部联合下发《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》要求:民用建筑外保温材料的燃烧性能宜为A级,且不应低于B2级,而且对设置水平防火隔离带也有明确规定。
记者在多处建材市场看到,多数店铺只摆放一些白色泡沫板,还有少量的普通挤塑板样品,这些都不是不燃的保温材料。一位经营建材的老板告诉记者,整个这条街B1级和B2级的保温板一般都得现定。B1的基本上找不到。一般达到B2就不错了,再别的根本没有。记者在哈市找到了生产保温板的厂家询问是否有防火的保温板。该厂家的销售人员告诉记者,没有防火的,但是如果要的数量大的话可以给定做,但目前哈市选择用不燃的保温板很少。
近期公安部门下发新通知,从严执行规范民用建筑外保温材料有关规定,要求要采用燃烧性能为A级的材料。但记者了解到,建筑外墙保温材料升级,建筑商同时面临着不少问题。
首先便是保温材料成本提高。据了解,目前市场上使用的防火等级为B2的聚苯板,在施工中铺设一平方米总费用约在60~70元,但是换成燃烧性能为A级的材料后,价格几乎要翻倍。
在某工程施工现场,一位开发商告诉记者:“目前我们一期工程已经完工90%以上,只剩下一栋楼的外墙保温,如果此时拆除重换材料,势必会影响工期,那么我们就不能按时给业主交房,将面临赔偿问题。”
一位消防人员告诉记者:“对建筑外墙保温材料简单利用打火机能否点燃并不能作为评判不燃材料的标准,打火机点不着但遇到大火,也会有蔓延燃烧危险。”
消防部门表示,他们正在对建筑外墙保温材料进行检查。发现正在使用易燃、可燃材料进行外墙保温施工作业的,责令其停工进行拆除,改用新材料;已经或即将完工的我们将提请市政府进行解决;还未施工的将对其建筑设计标准进行审核,让其重新设计。如果发现在这项工作中,有建筑商阳奉阴违,明着答应整改,暗地里加紧施工,一经发现将对其进行从严处理。
一边是国家有关部门的严格规定,一边是建筑商、保温材料生产、销售单位经济利益的驱动,建筑外墙保温材料升级路途艰辛、任重道远。
建筑节能与聚氨酯保温的应用
2009年2月9日,中央电视台新址北配楼文化中心和上海“11.15”这两次特大火灾发生后,目前在我国建筑行业和建材市场出现了一种值得注意的
舆论倾向:只关注建筑外保温材料防火安全指标达到了,忽视了建筑节能指标达不到要求也不重要。如果这种倾向任其发展下去,必将对我国未来建筑节能指标完成带来巨大损害。为此,笔者提出一些观点,与同行探讨,不妥之处予以赐教。
一、节能减排是国家长期坚持的国策
当今世界,绿色低碳经济已成为全人类的共同奋斗目标,也是我国未来经济发展的主流。节能减排是实现绿色低碳经济的重要手段,如何减少能耗已成为世界各国共同关注和研究的课题。据统计在各国能源消耗中,建筑节能占全社会总能耗的比例。我国的建筑能耗占社会总能耗比例为30%左右。据建设部有关负责人指出,在2000年我国建筑年消耗能耗共计3.76亿吨标准煤。目前我国新建建筑和既有建筑中,90%以上属于高能耗建筑。我国万元GDP能耗指标
远高于发达国家水平,单位建筑面积能耗是发达国家的2 ~ 3倍。
为此,我国住房和城乡建设部对我国建筑节能目标提出了明确要求:2010年全国城镇达到50%设计标准,四个直辖市和部分省市节能指标达到 65%标准;同时开展城市既有居住和公共建筑节能改造,其中大城市完成改造面积25%,中等城市完成15%,小城市完成10%。到2020年新建建筑东部
地区实现节能75%,中西部地区争取实现节能65%。并对既有建筑完成节能指标改造。
建筑节能也是我国实现低碳绿色经济的一项重要举措。我国是一个负责任国家。在今年元旦前,联合国环境署在印尼召开了节能减排会议,我国向全球郑重承诺,我国将在今后国民经济发展中积极做好节能减排工作。据有关资料报导,使用一立方米聚氨酯(PU)保温材料一年,能减少二氧化碳(CO2)排放量
270公升。按一年消耗100万吨PU保温材料计算,则一年可减少CO2排放量高达700万吨。我国建筑用能增加对全国温室气体排放,其“影响率”已达到 25%
。
由此可知,建筑节能是我国实现节能减排长期坚持的一项重大国策。由于使用了保温材料,使建筑物减少了热量损失,等于减少了燃料消耗。据有关资料报导,到2030年,建筑节能采用保温处理后,将使温室气体减排达到56亿吨。建筑节能指标能否完成不仅关系到国家整体能源的利用和消耗,也将影响我国向国际社会承诺的低碳减排指标能否如期完成。同时建筑节能对提高国民生活水平也会带来明显福祉。因此我国建筑节能指标万万不能降。
二、聚氨酯是目前国内外最理想的建筑节能保温材料
国内外在实行建筑节能各项措施中,采取保温隔热材料是防止建筑物能耗损失最经济、最有效的技术措施,国内外普遍认为聚氨酯材料是目前最理想的建筑节能保温材料。其保温效果是聚苯板(EPS和XPS)的1.75倍、岩棉2倍、砖石29倍、木材85倍,混凝土89倍。
在国际上,聚氨酯材料以其优异保温性能在建筑节能保温领域有着大量成功且普遍的使用实例。在欧美经济发达国家,在建筑保温隔热材料中有50%比 例采用聚氨酯保温材料。在北美尤其加拿大等地区,聚氨酯用于建筑保温的市场份额每年都以5%以上的速度递增,并且很多是用于木质结构建筑的墙体内保温。在
欧洲,3升房、0升房都是采用聚氨酯保温系统,德国从60年代就开始施行外墙外保温,目前采用的有机保温材料是B1级的EPS和B2级的聚氨酯,其中B2
级的聚氨酯系统由于不具有火灾蔓延风险,可以不用无机材料做防火隔离带。在亚洲的日本,喷涂聚氨酯用于墙体的保温材料已占到有机保温材料市场份额的50%
以上。
在经济发达国家如欧美和日本等,几十年来聚氨酯保温材料一直被广泛应用,已成为建筑保温材料重要组成部份,是改善能源、减少二氧化碳排放的重要手段。据美国聚氨酯协会调查表明,在美国采用喷涂聚氨酯材料对墙体和屋面进行保温,使用寿命已超过26年,97.6%工程未出现问题。聚氨酯保温材料在欧美建筑市场上依然是主流。
在我国,目前聚氨酯保温材料的使用率还不到10%。根据国内火灾事故案例的统计分析,目前尚未有一起外墙外保温薄抹灰体系施工完成后的建筑物,发生了重大火灾事故。基本上所有的火灾事故都发生在施工过程中,由于施工管理混乱、违规作业造成。因此,国家房屋城乡建设部已明确将聚氨酯保温材料作为我国未来建筑节能重点推广新材料。
三、关于对聚氨酯硬泡保温材料燃烧产物毒性气体的问题解析
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。事实上,聚氨酯本身是无毒的,与食物接触的冰箱冰柜的保温材料都是聚氨酯泡沫,聚氨酯弹性体可以做人造血管和心脏瓣膜,大家所穿的带有氨纶
的衣服,其中的氨纶也是聚氨酯,其学名叫聚氨酯弹性纤维。
聚氨酯泡沫中含有的主要成分是碳、氢、氧和不到10%的氮。因此在其燃烧气体中通常能找到的主要成分是二氧化碳、一氧化碳和水,以及低浓度的其 他氧化产物和氰化氢。实验证明:聚氨酯燃烧过程中产生的有毒气体并不比我们常见的含N元素的物质多,如羊毛、晴纶,合成木材等。其中这方面的实验室测试最
常用的是德国标准DIN 53436。该标准可用来进行在相应于各种火场条件的不同温度和不同风量下的产品特性的比较。用聚氨酯硬泡和软泡材料制成的相同体积的样条在此条件下生成的分解产物与木材燃烧时产生的危害物质强度相当,而比规定的燃烧条件下毛毡和皮革产生的危害物浓度低。另外,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。
四、聚氨酯无机复合保温材料是防火性最强、保温性能的理想材料
聚氨酯建筑外保温材料防火安全性能等级为B1难燃级。国家公安部消防局[2009年]46号文件规定,对于防火安全要求高的场合,要求采用不燃A级材料。据此要求,目前只有无机材料可达到A级防火要求。但无机材料的保温导热系数比聚氨酯等有机保温材料大得多,即保温性能较差,根本难以达到国家规定的建筑节能指标要求。因此,目前国内外都正在开发聚氨酯型无机复合保温材料。江苏绿源新材料有限公司、广州朗腾聚氨酯有限公司、拜耳公司等企业成功开发了B1级无卤难燃聚氨酯保温材料和燃烧等级达到A级的聚氨酯无机复合保温材料,并实现了工业化生产和应用。
我国既有建筑面积约400亿平方米,到2020年,全国需要新增面积约300亿平方米的建筑,如果这些建筑全部在现有基础上实现50%的节能,则每年大约可节省1.6亿吨标准煤。我国建筑不仅能耗高,而且能源利用效率低,单位建筑能耗比同等气候条件下的国家高出2~3倍。那么,什么是建筑节能?政策措施有哪些?如何加强建筑节能?
建筑节能具体指在建筑物的规划、设计、新建(改建、扩建)、改造和使用过程中,执行节能标准,采用节能型的技术、工艺、设备、材料和产品,提高保温隔热性能和采暖供热、空调制冷制热系统效率,加强建筑物用能系统的运行管理,利用可再生能源,在保证室内热环境质量的前提下,减少供热、空调制冷制热、照明、热水供应的能耗。建筑节能在发达国家最初为减少建筑中能量的散失,现在则普遍称为“提高建筑中的能源利用率”,在保证提高建筑舒适性的条件下,合理使用能源,不断提高能源利用效率。
从20世纪80年代开始,我国就针对建筑节能开展了相应的工作,首先是针对北方寒冷地区的采暖建筑制定了相应的用能标准。随后,相关工作逐渐展开,形成了一系列的法规与标准。的有:
2006年,原建设部和国家质量监督检验检疫总局联合公布了《绿色建筑评价标准》,这是我国部从住宅和公共建筑全寿命周期出发,多目标、多层次,对绿色建筑进行综合性评价的推荐性国家标准。
2007年,全国人大常委会对《中华人民共和国节约能源法》进行了修订,明确部署了我国建筑节能立法的框架蓝图,使建筑节能工作翻开了新的篇章。
2008年,国务院颁布了《民用建筑节能条例》,其中对新建建筑节能、既有建筑节能改造、建筑用能系统运行节能、可再生能源应用等方面提出了要求,规定了各级人民政府、建设单位、设计单位、监理单位和施工单位在建筑节能方面的责任和义务。
如何加强建筑节能?
加强建筑节能政策研究,加大扶持力度
一是加快推进建筑节能立法研究。二是积极推进区域性重大基础设施的统筹规划和共建共享,提高基础设施的使用效率,减少重复建设带来的巨大浪费。三是严格执行并不断完善建筑节能标准和规范,增加强制性标准范围,加强和监督建筑标准、规范的执行效果。四是研究制定经济激励政策措施,对既有建筑进行节能改造给予适当的补贴或税收优惠政策,对示范项目给予贴息优惠政策。
加快推进建筑垃圾的综合利用
建筑废弃物的可再生利用空间巨大,因此应该加大对建筑垃圾综合利用的扶持和技术开发力度,积极开展建筑垃圾综合利用试点,大力在市场中推广使用;借鉴先进国家的经验,从设计源头优化方案,加强施工过程监管,削减废弃物产生量,降低建筑材料消耗量,限度地提高废弃物的资源利用率。
大力开发和利用新能源
随着能源危机日益临近,新能源已经成为今后世界上的主要能源之一。因我国地理环境差异很大,有的地区新能源开发条件比较好,有的地区新能源开发条件比较单一,所以,各地要根据自然环境、地理条件等实际情况,选择成本低、能效高、可利用范围大的新能源进行开发,如太阳能、地热、地道风、沼气等;在重视新能源开发的同时,还应当回收应用废热余热,提高能源利用率。
加强示范工程建设,促进节能建筑产品的推广和应用
示范工程应按照建筑节能要求进行规划和设计,并严格跟踪其节能技术、节能材料的选择、施工和质量验收,在保证工程质量的前提下达到节能设计标准的要求。通过试点示范工程的建设,研究适合地方特点的节能材料、设备和技术,测试节能建筑的节能效果,以获得节能建筑的经济技术指标,总结规划、设计、材料选择和施工应用等方面的经验;以试点工程为载体,综合推广应用节能新技术、新材料,展示节能成果,让试点示范工程起到宣传和推广作用。
国外建筑节能措施
德国:德国在建筑节能方面所采取的经济措施主要是改革生态环保税,提高建筑采暖用油等价格,同时对热电联产等新技术应用实施税收减免。在法律法规方面:1976年,德国通过了部《建筑节能法》;1977年,主要控制建筑物热损失的《建筑保温规范》开始实施;2002年,德国《能源节约法》生效,这是一部综合性的建筑节能法。
美国:美国政府从立法和税收减免等方面积极鼓励建筑节能。在立法方面:1975年,美国制定的部《能源政策和节约法》,提出了建筑节能的要求;1977年,正式颁布了《新建筑物结构中的节能法规》,在45个州推广并收到了明显的节能效果;1992年的《能源政策法1992》要求联邦相关部门到2000年在1985年的基础上降低建筑能耗的20%。在税收减免方面:新建节能住宅建筑可以获得税收减免。另外,节能建筑设备也可获得税收减免的优惠。同时,美国发起了低收入家庭住宅节能计划,政府为低收入家庭免费进行节能改造,每个家庭有一定限额。
日本:日本运用金融优惠制度,鼓励建筑采用节能措施,以较少的能量消耗获取舒适的居住环境条件。日本实行的金融优惠制度包括住宅采用隔热构造的补贴贷款制度,采用太阳能热水器、节能型供水设备和供暖设备等的补贴贷款制度以及办公楼、饭店等建筑采用热泵设备的
没有废水,没有排放物,不需要外部能量,这个尖顶形状的建筑利用置于楼顶的224个日光反射装置,将阳光聚焦于中央接收器。塔内还有咖啡厅和观景台,全部是由大楼自身产生的太阳能供电。除此之外,剩余电量将提供给附近的迪拜扎比尔公园。
韩国Dochodo岛动物园
根据设计,韩国Dochodo岛动物园中拥有专门的雨水收集区,收集的雨水经过滤后供给整个动物园,并且动物园中安装有废水循环利用系统。整个动物园的能源供给系统使用的是可替代能源,所有废弃物及动物排泄物将被制作成肥料或生物燃料供给动物园使用。
新加坡热带地区生态设计大厦
若经济条件允许的话,我们将很快可以在新加坡见到这座26层的热带地区生态设计大厦(EDITT)。EDITT表面覆盖有855平方米的太阳能板。这些太阳能板每天所产生的电能可以至少满足大楼40%的用电需求。EDITT由回收材料及可回收材料建造而成,其50%的外表面可种植植物。