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低温辐射地板采暖系统聚氨酯保温材料运用

  低温辐射地板采暖方式在国内经过十多年的发展已经达到了一定的技术水准,自2004年出版了北京市低温辐射采暖系统施工规范后,更使得辐射供暖有了长足的发展,由于低温辐射地板采暖系统具有高舒适性,相较散热器供暖固有缺点存在明显优势,使之成为北方供暖中与传统散热器采暖共同发展并略超出其市场占有量水平的采暖方式,这足以说明低温辐射地板采暖系统必将取得更多家庭和开发商的认可和青睐。


在国内,经过十多年的发展,低温辐射地板采暖系统已经实现在系统上的完善,特别是在南方地区,针对单独供暖和小面积区域性的使用,为了更好的实现舒适性同时降低使用费用,从早期开始,逐步实现供暖家庭独立温控系统到分室温控系统的转变,在此基础上为了更好的利用能源,提高燃气锅炉的燃气效率和热能利用率,在系统设计上,增加了混水系统或耦合罐二次増流系统。但是这些设备的增加和进步并不能完全做到我们想要的节能降耗,其实设备节能这只是我们应该在系统设计中必须做到的,设备节能是提高燃气热效率,降低能耗,提高锅炉设备的完好率和延长设备使用寿命的一个基本手段。而我们真正忽视的还有一个更重要的问题,在目前国内绝大多数的同行中基本上都不太重视的,那就是地暖盘管下的保温问题。运城利生通地热地暖清洗维修公司



地暖的保温性能与能耗的关系,其实比设备节能更重要,也更能持久的发挥节能效果。特别是我们国家的能源价格上涨趋势在不断攀升的时候,更需要我们从业者,必须重视如何降低能耗和提高能源利用率问题。最近的报道中,我国与俄罗斯签定的天然气供应到闸价格换算为人民币2.2元/m³。上海市的燃气价格已经提升到4.2元/ m³,同比上涨了30%以上,这将极大的增加我们使用供暖的成本。在南京地区,也是提出在明年进行燃气价格听证,根据经验,参照上海价格,南京地区的燃气价格也必将上涨到4元左右。因此,重视燃气涨价,必然重视如何降低能耗。运城利生通地热地暖清洗维修公司


笔者在十多年的行业经历,对地暖盘管下的保温系统相对而言是有深刻的体会的。早在2002年前,我们采用的都是白色的聚苯板(聚苯乙烯泡沫板,又名泡沫板或EPS板,导热系数≤0.041W/m•K),两公分厚度,加在盘管下面做主保温。由于固有的缺点,其吸水性造成保温性能下降,加之抗压强度低等原因,逐步被挤塑板(挤塑聚苯乙烯泡沫板,简称挤塑板,又名XPS板,导热系数均小于0.028W/m•K或0.029W/m•K)给取代,一直沿用至今。


上述两种保温材料的使用,让我们的行业获得了比较好的发展,但是也有很多不足之处,EPX材料虽然被XPS板取代,但是由于我们的建筑层高不足,建筑层高限制了地板采暖安装,使得我们的规范规定不小于2cm的保温厚度,因为绝大多数的房屋在地板采暖的设计和施工中,不能采用大厚度的保温材料来进行隔热和绝热,故而虽然上述两种板材的保温系数可以满足地板采暖的使用,但是由于厚度的不足,造成热阻减小,热桥增大,通过楼板向下部和周围墙体及外墙渗透大量的热能,造成了不必要的浪费和热损。运城利生通地热地暖清洗维修公司


根据计算和实际检测:我们分别用EPS板和XPS板做保温的地板采暖,其在地板采暖开启后,在楼下测量楼板的温度一般都能达到或者接近供暖水温的程度,这样足以说明因保温性能的缺失让我们的热量白白散失到建筑结构和楼下,这样的损失针对南方地区的分户和独立供暖系统而言,是独立供暖用户一笔非常大的支出和浪费。因此,我们在实践中,在无法提升保温材料厚度的情况下,再次寻找相对更好的,可以在不增加其厚度下替代并超越XPS挤塑板保温性能的保温材料。

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在目前市面上能够搜寻到的与保温有关的材料中,我们想到的是聚氨酯硬泡保温(导热系数:可达到0.017~0.022W/m•K,低于岩棉、玻璃棉、聚苯板、挤塑板等建筑保温隔热材料),早期我们只知道聚氨酯发泡工艺要求必须在反应釜或者在固定模具、模板里进行加工和发泡。随着技术的进步和设备开发,以及聚氨酯发泡原料的更新,已经摆脱了聚氨酯发泡所能产生的不环保、有害物质的挥发,以及发泡工艺要求不能进行平面发泡的难题。


在我们进行以上三种保温材料性能的比较中,我们可以得出以下结论:


一、保温隔热性能


导热系数0.017~0.024W/m•K。导热系数为:在稳定条件下1m厚物体两侧表面温差1K、1h时间、1m2面积传递的热量。(传热系数:稳定条件下,围护结构两侧温差为1K、1h内通过1m2面积传递的热量,单位W/m•K)。

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几种保温材料保温隔热性能比较(导热系数W/m•K):


聚氨酯硬泡:0.024;EPS:0.041;XPS:0.028;


——综上可见,聚氨酯硬泡是最好的保温隔热材料。


 硬泡聚氨酯保温板

聚氨酯硬泡体的保温隔热机理:表观密度>30kg/的硬泡为多面体的闭孔结构,导热性能极低,导热系数<0.015W/m•K,气泡的气体不流通。用喷涂硬泡做墙体保温材料,与地暖整体无缝密封、粘结牢固。由于它具有很好的密封性和很好的机械强度,从而可以取代现有卫生间所必须的防水处理。

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同比得知:


保温效果:聚氨酯泡沫最好,挤塑板次之,苯板最差;


耐冷热性能:聚氨酯泡沫最好,挤塑板次之,苯板最差;


吸水率(性):挤塑板最低,聚氨酯次之,苯板最易吸水;


使用寿命:聚氨酯泡沫最长,挤塑板次之,苯板最差;


价格:聚氨酯泡沫最高,挤塑板次之,苯板最低。


聚氨酯现场发泡(喷涂)可直接现场喷涂成型(液体膨胀),成型、运输方便;其他两种板材需要运输、粘贴,较为麻烦且会存在一定的破损,有拼接缝存在。聚氨酯发泡设备体积较小,但空压机体积重量和对电源要求较高。

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由以上的比较得出的结论是,聚氨酯除了造价比较高外,其物理性能是最大的优点。


故而我们在尝试使用聚氨酯现场发泡(喷涂)工艺进行地板采暖的地下保温。


根据设备厂家的设备使用说明和原材料选择要求进行地面喷涂,在喷涂过程中,我们请来专业做喷涂发泡的工人进行喷涂作业,由于当时环境气温在25℃~30℃之间,温度合适,根据要求,分为两次喷涂,每次喷涂厚度控制在10mm左右,一共喷涂两次,约经过3h等待,发泡成型,并表面硬化完全后,进行局部修整和完善。


在这里我们不仅是把地面进行了喷涂,还对连接地面的墙体高约20cm范围内也进行了约5mm~10mm不均匀厚度下,有一定坡度的同步喷涂,这样能够较好的实现地板采暖混凝土蓄热层与墙体的绝热,同时解决因增加墙角底部厚度与上部不均而产生的后期墙面无法处理的问题。

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在完成喷涂作业后,当发泡层达到规定强度后,继续下面地暖施工时,按照常规的地暖施工工艺进行地面管道铺设。在使用发泡保温工艺的地暖施工中,我们选择了扎带施工工艺,但是减去了原有的挤塑板和反射膜。我们发现在不使用挤塑板和反射膜进行地暖施工时,由于施工过程中的踩踏和钢丝网会在人体踩踏后出现嵌入问题,这样会在施工结束后,造成聚氨酯硬泡保温表面产生一定的美观度差别,后期施工中又增加了反射膜的铺设作为缓冲,这样就能很好的解决以上的缺陷。



总结:

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聚氨酯现场发泡保温,其保温性能优异,能够较好的解决热量向下和向墙体散热的损失,特别是对于南方独立供暖的家庭而言,是其最大程度降低能耗,减少取暖费用的最优方式之一。同时提高了地下保温层的抗压问题,提高了地下管道因保温板长时间承压变形所产生的剪切变形影响,提高管道使用寿命。在实际运用测试中,住户在开启地板采暖后,分别检测不同区域,我们发现楼下的顶部楼板温度相比过去采用挤塑板做保温时,在同样的供水温度和室内温度下,其平均温度相比过去低3℃~5℃。这样的结果依据过往的检测结果,推算出要比挤塑板保温时,在同等施工方式和使用方法下,可以降低约20%~30%的能耗。


节能降耗,不仅仅能让我们的用户降低使用费用,而且更好的节能资源,为我们的子孙造福,使我们的下一代也能用上我们相对低廉和清洁的能源。


参考文献:

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[1]国家标准GB8624《建筑材料制品燃烧性能分级》


[2]GB10801.2-2002 挤塑板国标


[3]JCJ14-1999 聚氨酯硬泡体防水保温工程技术规程


[4]JGJ142-2012 辐射供暖供冷技术规程


[5]贾展宁《硬质聚氨酯泡沫塑料老化试验及使用寿命预估方法》


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