PUR外墙保温装饰一体化复合板系统可行性研究报告.docx
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PUR外墙保温装饰一体化复合板系统可行性研究报告
PUR外墙保温装饰一体化复合板系统
可行性研究报告
1、项目简介
目前我国单位建筑面积采暖和制冷能耗是同等气侯条件下发达国家的3倍。
建筑能耗占社会总能耗的比例高达30%，如果建筑能耗维持现状，到2020年仅空调高峰负荷就会相当于10个三峡电站的发电总量。
巨大的建筑能耗不仅使我国的能源系统难以承受，而且在目前大形势下，节能减排已不仅是国内事务，也是国际社会极为关注的大事。
2010年以来，在国内国际双重压力下，我国政府开始以空前重视的态度、以铁的手腕、以严格的行政问责制推行节能减排。
建筑是三大重点节能领域之一。
节能建筑已经从提倡、鼓励、推广转入强制执行阶段。
国家制定了现阶段对建筑节能强制实行50%，推广应用65%的政策。
目前，在北京、上海、天津、重庆、青岛等一大批城市已提前强制执行65%标准。
新开工项目，凡没有按照65%建筑节能标准设计的，将不能获得施工许可证，在验收时，没有达到该标准的，不能通过竣工验收，并处罚款。
不仅如此，国家还明确规定，对已有建筑也要按标准实施节能改造。
这样就形成了世界上最大的建筑节能市场，除每年新增20亿平方米的建筑总量（接近全球新增建筑总量的一半）必须直接建成节能建筑外，430亿的已有建筑也必须按标准进行节能改造。
建筑节能产业面临千年难遇的发展机遇。
廊坊**创新科技有限公司紧紧抓住这一发展机遇，充分发挥具有PUR（硬质聚氨酯泡沫塑料）原料生产技术和拥有进口PUR复合板连续生产线的双重优势，调整产品结构，以建筑节能为主攻方向，开发成功PUR外墙保温装饰一体化复合板系统后，又收购了其他企业同时引进的另一生产线，成为国内唯一拥有两条意大利引进PUR复合板连续生产线的企业，年生产能力超过600万平米，为国内之冠。
考虑到现有产能与需求相比仍有太大缺口，加之产品合理的运输半径仅为600公里，有必要在全国布8~10个点，为顺应快速发展的需要，我们准备融资扩股吸收有志于建筑节能的企业家参股。
为此编写了本报告。
2、技术可行性
建筑节能最有效的方法是设置外墙外保温系统。
在众多的外墙外保温系统中，近年来新开发的外墙保温装饰一体化复合板系统，正成为一项最重要最基本的建筑节能技术，在2010年版《推广、限制和禁止使用建筑材料目录》上，保温装饰一体化外墙板已经被列入推广名录，且在被推广的建筑保温材料中排名第一。
保温装饰一体化复合板是工厂预制成型的建材产品，通常由装饰面材、保温材料复合而成，作为外墙围护系统，兼具保温和装饰作用。
目前用得最多的保温材料是有机类发泡材料，如膨胀聚苯乙烯EPS、挤塑聚苯乙烯（XPS）以及聚氨酯（PUR）等。
装饰面材可以选用石材、瓷砖、表面施有质感涂料的纤维增强水泥板、金属板、以及铝塑板等。
在廊坊**公司之前，国内所有复合板都不是在生产线上一次成型连续生产的，相当一部分甚至采用手工生产，效率低下成本高，且难以大批量生产，无法满足大型工程的需要。
廊坊**公司充分发挥自身既是PUR原料行业的知名企业，拥有一批PUR专家，同时又拥有进口PUR夹芯板连续生产线的双重优势（尽管该生产线原设计并不能生产石材、瓷砖等板块状面材的夹芯板），在消化吸收基础上，通过对引进设备的多次改造，同时反复改进PUR的配方体系使之与设备匹配，终于成功地实现了PUR保温装饰一体化复合板的连续生产。
大大提高了生产效率。
降低了生产成本。
**PUR外墙保温装饰一体化系统由复合板、配套的水泥砂浆和金属锚固件组成，施工非常简单快捷。
由于复合板底面材采用水泥基背衬，是水泥基材料，因此与墙体间可以直接采用水泥砂浆来连接。
实现水泥粘结水泥，最简单、最廉价、也最可靠。
因为同种材料界面相容性最好，粘结处的强度与水泥砂浆固化物本体强度最接近。
为了在水泥砂浆固化前承受载荷，也为了进一步提升外保温系统的安全可靠性，**还增加了金属锚固件作为辅助手段。
金属锚固件一端以膨胀螺栓方式植入墙体，另一端与装饰面材锚固（详见图集）。
通过以上方式，大大简化了传统外墙保温系统复杂的施工工艺，避免了由于大量现场湿作业，施工质量过于依赖现场环境、气候、人员素质等因素的弊病。
实现了最大程度的厂内机械化制作，大大减少施工现场的建筑垃圾。
并可至少缩短35~50%的施工周期。
在劳动力成本日益高涨的情况下，大幅度降低施工费用，致使在性能大大优于其他方式的情况下，PUR保温装饰一体化系统的综合造价不高于甚至低于传统保温装饰工程的造价。
以下通过与其他外保温系统的综合比较，论述**PUR保温装饰一体化系统的技术可行性。
（一）、复合板燃烧性能达到A级，消防安全性高
目前性能最好的保温材料是有机发泡类材料，该类材料都是可燃的，近几年发生的几场大火都与有机发泡类保温材料有关。
但如果禁止使用该类材料，又很难完成节能减排的指标。
迫切需要解决使用该类材料同时确保安全性的相关技术。
为了解决这一问题，我们从材料和复合板结构入手开发了以下技术：
一、材料上我们采用热固性的PUR，与热塑性的EPS和XPS遇火引燃后产生融滴，滴下燃烧的火球，很容易引燃其他材料，形成更多的着火点不同，热固性的PUR不但不会产生熔融滴落，而且在燃烧过程中表面会形成炭化结焦层，覆盖在表面，某种程度上阻隔了空气，抑制火势蔓延。
同时改进配方和工艺，使PUR的燃烧性能达到B1级。
二、结构上我们在保温材料的背面加设一层水泥基背衬（用玻纤网格布增强的水泥薄板），同时在B1（或B2）级聚氨酯保温芯材的四个侧边加设不燃的A级保温材料边框，使复合板成为装饰面材+保温芯材+水泥基背衬+不燃边框的夹心结构。
不仅仅两个面被不燃的装饰面材和水泥基背衬完全覆盖，而且四个侧边也被不燃的A级保温材料边框完全覆盖。
根据国家建筑材料测试中心的检测结果，采用以上技术的PUR保温装饰一体化复合板的燃烧性能达到了A级。
产品运输、储存、施工和使用过程都是安全的。
该技术的专利申请已被受理（201020643544.7）。
（二）、保温性能好
PUR是目前所有保温材料中导热系数最低的。
达到同样的保温效果，PUR保温层的厚度最薄，只要2cm厚PUR就可达到86cm厚砖墙的保温效果。
保温层厚度小导致整个建筑的外围护结构变薄，相对增加了建筑的实际使用面积，节省了宝贵的土地资源；厚度小也减小了复合板的自重力矩，提高了安全性；同时厚度小也有利于降低整个建筑的重量，从而在确保安全等级的前提下降低建筑基础的造价。
表1给出不同保温材料的导热系数和具有相同保温效果的墙体材料厚度对比。
材料
导热系数W/M.K
墙体厚度CM
PUR
0.021
2
XPS
0.032
3
EPS
0.044
4
矿物棉
0.075
7.1
木材
0.10
10
混凝土
0.45
43
粘土砖
0.86
86
表1
（三）、使用寿命最长
通常保温材料的保温性能都随使用时间而退化，犹如日常生活中的棉衣、棉被。
其中矿物棉的退化最显著，尤其是大量吸水霉变后，非常短的时间内保温性能就严重退化；EPS、XPS的抗老化性能远优于矿物棉，但其使用寿命也只有25年。
而PUR则不同，实践证明，按标准正规生产的PUR在城市集中供暖管道中使用30年后，其保温性能的退化不超过20%。
由于PUR保温性能的退化随温度升高而加剧，因此用在外墙保温时，退化程度还会低一些。
在采用适当保险系数的情况下，完全可以做到在建筑物的使用年限内，PUR保温装饰复合板的保温性能始终满足节能指标，达到与建筑同寿命的水平。
我国建筑物的设计使用年限一般为50年，除每隔10~15年需要对板缝隙间的密封胶进行检查保养外，不必担心复合板本体的老化问题。
EPS、XPS、PUR同为闭孔型硬质泡沫塑料，该类材料保温性能的退化主要是由于闭孔内低热导率的发泡剂气体向外渗透，外面高热导率的空气向内渗透，闭孔内高热导率气体比例越来越高引起的。
退化的速度和程度取决于发泡剂气体的渗透速率和气体导热占据泡沫总体导热的比例，由于发泡剂和树脂的差异，PUR中发泡剂的渗透速率远低于EPS和XPS，因此其使用寿命长于EPS和XPS。
（四）、施工简单快捷，降低造价且质量有保障
**保温装饰一体化复合板是工厂预制成型的建材产品，将传统通过现场湿作业完成的保温和装饰两大工序中绝大部分工作量在工厂由自动化的生产线一次完成。
大幅度提高工效，也大大简化了施工工艺，避免了由于大量现场湿作业，施工质量过于依赖现场环境、气候、人员素质等因素的弊病。
达到缩短35~50%施工工期、提高施工质量、并且大幅度降低施工费用的效果。
由于实现了最大程度的厂内机械化制作，施工现场几乎没有建筑垃圾、建筑粉尘和大的噪音，做到扰民的程度最轻，扰民的时间最短，加上安全性有保障，用于旧房改造时可以边住人边改造。
（五）、结构强度安全性有保障
外墙保温装饰复合板的结构强度安全性关系到在使用中是否发生脱落、开裂等事故。
当采用**PUR保温装饰一体化复合板时，这方面的安全性也是最有保障的。
5、1具有良好的抗冻融能力
在我国北方地区，外墙饰面瓷砖脱落现象司空见惯，重要原因之一是外墙保温系统不具备抗冻融能力。
冬季室内温度高于室外，造成室内水蒸气浓度高于室外，在浓度差作用下，水蒸气透过墙体向室外渗透扩散。
当水蒸气到达瓷砖等高渗透阻面材时，就会聚集凝结在界面，当界面温度低于0℃时，就会结冰。
水结冰时体积变大，产生很大的膨胀力，当与高渗透阻装饰面材直接相贴的是混凝土、砌块等刚性材料时，这种膨胀力就发生很大的破坏作用。
但是，在**的复合板里，与高渗透阻装饰面材直接相贴的是PUR，PUR是弹性材料，具有良好的弹性形变能力。
即使反复冻融循环也不会造成界面破坏（详见国家建筑工程质量监督检验中心出具的耐候性检验报告）。
5、2具有优良的抗饰面开裂能力
装饰面开裂是外墙保温装饰系统的另一大问题。
不但影响外观，更重要的是当降水漏入裂缝后，会产生极大破坏作用。
通常外饰面开裂主要有两个外部原因和一个内部原因：
外部原因之一是温度变化，外饰面热胀冷缩产生了热应力。
由于**保温装饰一体化复合板的尺度并不很大，板与板之间的缝隙又采用了弹性密封材料，能有效地释放应力，因此不会产生开裂；外部原因之二是建筑主体结构发生开裂传递到外装饰面。
此时由于保温层采用了弹性材料PUR，也能有效地阻断裂缝的传递；内部原因是硬质保温材料熟化不充分，自身发生形变、收缩。
PUR只需要3天就可以完成熟化，容易满足熟化后用于墙体的要求。
而XPS、EPS需要42天才能完成熟化，经常发生未经充分熟化就使用，然后出现问题的情况。
总之在各种情况下，**公司的外墙保温装饰系统都不会发生饰面开裂，具有优良的抗饰面开裂能力。
5、3极具裕量的强度
外墙保温系统承受的载荷主要有自身重力和风载荷。
自重造成剪切载荷、正面风造成压缩载荷、侧面风引起的负压造成拉伸载荷。
**外墙保温装饰一体化系统的薄弱环节主要是保温材料PUR本体、PUR与两个面材的界面、以及复合板与墙体的界面。
只有这些薄弱环节的最低强度与载荷的最大值相比有较大裕量时，系统的强度安全性才是有保障的。
表2给出PUR本体强度和其与面材粘结强度的最低值，表3给出了我国相关建筑标准对PUR与两个面材之间粘结强度的要求值。
至于复合板与墙体的粘结强度，前面已提过（本报告p3~p4），由于复合板的水泥基背衬是直接通过水泥砂浆与墙体粘结的，其粘结强度无论拉伸还是剪切的最低值都远在表3值以上。
表2PUR的强度
项目
抗拉强度Mpa（本体）
抗压强度Mpa（本体）
抗剪强度Mpa（本体）
抗剪强度Mpa（粘结面）
指标
≧0.15
≧0.15
≧0.11
≧0.10
表3PUR与面材的粘结强度
项目
抗拉强度Mpa
PUR与装饰面材
≧0.10
PUR与水泥基背衬
≧0.10
**保温装饰复合板自重造成的剪切载荷随装饰面材而变，但即使采用最重的石材饰面时（规格为40kg/m2），对应的剪切载荷仅为0.0004
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