絕熱材料指對熱流具有顯著阻抗性的材料或材料復合體。在建筑中,把用于控制室內熱量外流的材料稱為保溫材料,把防止室外熱量進入室內的材料稱為 隔熱材料。其本質是一樣的,它們統稱為絕熱材料。絕熱材料已是能源開發、節約工程的重要組成,是與生態、環境保護和可持續發展密切相關的行業。我國《公共 建筑節能設計標準》已于今年7月1日起強制實施,而一系列建筑節能的措施也在制定中,國家越來越重視建筑節能。這對于我國絕熱材料業來說無疑是一個發展的 契機。一、絕熱材料的相關定義(一)絕熱材料的基本屬性 絕熱材料的優劣,主要由材料熱傳導性能的高低所決定。材料的熱傳導愈難(即導熱系數愈小),其絕熱性能便愈好。一般地說,絕熱材料的共同特點是輕質、疏松,呈多孔狀或纖維狀,以其內部不流動的空氣來阻隔熱的傳導。 建筑上對絕熱材料的基本要求是:導熱系數不宜大于0.17W/(m·K),表觀密度應小于1000kg/m3,抗壓強度應大于0.3MPa。選用時,應結合建筑物的用途,圍護結構的構造,施工難易,材料來源和經濟核算等綜合考慮。(二)絕熱材料的類別及特點 絕熱材料的品種很多。按材質分類,可分為無機絕熱材料、有機絕熱材料和金屬絕熱材料三大類。絕熱材料各主要類別的原料、制造工藝及特點如表1所示。表1 絕熱材料的類別、原料、工藝及特點 類別 名稱 主要原料或工藝 主要特點 無機絕熱材料 礦(巖)棉及其制品 工業廢料礦渣礦、玄武巖、輝綠巖等天然巖石 耐熱性能好,一般使用溫度達350℃,特別適用于窯爐及管道保溫。在荷重情況下,容重增加,保溫性能有所降低。 玻璃棉及其制品 硅砂、石灰石、石英石等 質輕,鋪掛或粘貼均較方便,國外用于斜屋頂天棚保溫十分普遍。 膨脹珍珠巖及其制品 天然珍珠巖顆粒 來源豐富,生產工藝簡單,產量大,價格廉。易被風吹散,吸濕率低,但易吸水,受潮后絕熱效果大大降低。 泡沫石棉及其制品 硅酸鋁纖維及其制品 蛭石及其制品 天然蛭石 泡沫玻璃及其制品 硅酸鈣絕熱制品 加氣混凝土 鈣質材料(水泥、石灰)、硅質材料(砂、粉媒灰) 密度較大,有一定承重能力,能砌筑單一墻體兼作保溫及承重作用。 有機絕熱材料 聚氨酯泡沫塑料制品 有機樹脂 軟質 軟質輕,彈性好,撕力強,防震性佳。 硬質 強度高,不吸水,不易變形,使用溫度范圍較寬,可與其他材料枯結,發泡施工方便,可直接澆注發泡。 聚苯乙烯泡沫塑料制品 有機樹脂 膨脹型工藝 輕巧方便,使用普遍。容易切割,吸水率低、抗壓強度較高,耐-80℃低溫,但使用溫度不能高于75℃。 擠出型工藝 由于強度高,耐氣候性能優異,今后將會有較大發展,宜用于倒置屋面、地板保溫等。 脲醛樹脂泡沫塑料制品 有機樹脂 酚醛樹脂泡沫塑料制品 有機樹脂 聚氯乙烯泡沫塑料制品 有機樹脂 金屬 鋁箔、錫箔 鋁箔、牛皮紙、瓦楞紙 作為夾層墻體或屋面,體輕、防潮、保溫、保冷性能均好。 二、國內絕熱材料行業現狀與差距(一)總體現狀 我國的絕熱材料從上世紀80年代起開始獲得較快發展和較廣泛的應用,目前已經發展成品種比較齊全、初具規模的保溫材料和技術體系,基本滿足國家建設對絕熱 材料的需求。優質的絕熱材料,如礦物棉、玻璃棉、泡沫塑料等制品的生產能力有很大提高,應用的數量和范圍以及在節能工程中產生的經濟和社會效益逐步為人們 所認識。表2為近10年我國主要絕熱材料的產量情況,它反映了國內絕熱材料的在品種和產量上的發展趨勢。 表2 近10年我國主要絕熱材料的產量情況 品種 1995年 1998年 2000年 2001年 2002年 2004年 巖礦棉 17萬噸 25萬噸 35萬噸 30萬噸 33-35萬噸 53-55萬噸 玻璃棉 3萬噸 4萬噸 5萬噸 7-7.5萬噸 9-9.5萬噸 20-21萬噸 硅酸鋁纖維 2 2.5萬噸 3萬噸 5萬噸 6.5-7萬噸 13-14萬噸 膨脹珍珠巖 50萬噸 60萬噸 65萬噸 歸入硬質類絕熱材料統計數據中 硬質類絕熱材料 / / / 40萬噸 40萬噸 50萬噸 泡沫塑料 4萬噸 6萬噸 8萬噸 歸入有機類絕熱材料統計數據中 有機類絕熱材料 / / / 21萬噸 25萬噸 72-73萬噸 硅酸鹽復合涂料 及其制品 / / / 幾百噸 0.15萬噸 2.5萬噸 礦棉裝飾吸聲板 / / / 3000萬平方米 3500萬平方米 6100萬平方米 纖維紡織品 / / / 0.1萬噸 0.11萬噸 0.15 萬噸 輕型復合板材 / / / 7000萬平方米 8200萬平方米 16350萬平方米 注:(1)表中硬質類絕熱材料包括硅酸鈣、泡沫玻璃、膨脹珍珠巖、膨脹蛭石等產品。有機類絕熱材料包含了聚苯乙烯泡沫塑料、聚乙烯泡沫塑料、聚氯乙烯泡沫塑料、硬質聚氨酯泡沫塑料、酚醛樹脂泡沫塑料、海綿橡塑保溫材料、軟木等產品。(2)由于絕熱材料發展帶來2000前后統計指標的差異,表中部分數據空缺。(3)2000年數據為1999年的預測數據,與實際產量可能略有差距;但基本能反映各類材料的發展趨勢。(4)1995、1998、2000年的數據來源:《建筑材料咨詢報告》。2000以后數據來源:中國建筑材料工業協會(二)應用領域 我國絕熱保溫材料主要有三大應用領域:(1)傳統的工具管道等工業低溫熱工設備的保溫,以及交通工具、家用電器等設施的隔熱保溫;(2)建筑圍護結構的隔熱保溫;(3)工業高溫爐窯的隔熱保溫?! ?按年使用量預測,工業管道、工業爐窯用的絕熱保溫材料的量,今后相當長時間內總量不會有大的波動,絕熱保溫材料主要在產品性能上進行改進提高;建筑圍護結構與交通工具用絕熱保溫材料的年使用量會有所增長,開發、采用新產品、新工藝的技術進步步伐將會相當明顯。(三)業內主要生產企業 絕熱材料生產企業以本土企業為主,上世紀90年代以來,一些跨國公司在中國投資建立分支機構,或者和國內現有企業進行技術、資金上的合作。所以市場上也存在若干實力較強外資和合資企業。 公司名 基本信息 公司簡介 歐文斯科寧中國投資有限公司 /wxs/img/20230218/en-us 主要產品:多彩玻纖瓦(roofing shingles)、外墻掛板(siding)、住宅用保溫產品(residential insulation products)、 玻璃棉(Fiberglass) 品牌:歐文斯科寧 用途:廣場,商廈,高層商辦樓,別墅 地址:上海 1938年成立,世界先進建筑材料系統及玻璃纖維復合材料的先驅,總部位于美國俄亥俄州托萊多市,為美國紐約及加拿大多倫多股票市場的上市公司 (OWC)。公司1994年在香港設立亞太區總部,在中國的廣州、南京,上海和鞍山設有生產廠房及主要4個城市設有辦事機構,在印度和中國(上海)專門設 有應用開發中心。 北京英特萊特種紡織有限公司 /wxs/img/20230218/ 主要產品: 隔熱保溫、制動密封、防火耐火、節能環保新型紡織材料和制品及毛紡織品。 品牌: 英特萊® 企業機構類型: 生產型 貿易型 企業性質: 中外合資 應用領域:航天、航空、船舶、軍工、節能、環保、消防等 地 址:北京市 由北京昌平毛紡織廠、北京英特萊技術公司、美國ROYAL REGION公司共同出資。 法國圣戈班依索維爾分部 www.isover.com.cn 國內關聯企業: (1)圣戈班依索維爾(固安)工廠 (2)圣戈班依索維爾(宜興)工廠 “圣戈班公司已將其在北京圣戈班依索維爾玻璃棉有限公司中的股份出售,根據圣戈班公司與買方的協議,北京圣戈班依索維爾玻璃棉有限公司的名稱將不再存在,不得繼續使用。” 主要產品:保溫、隔音及防火功能玻璃棉制品 品牌: ISOVER 2004年6月在中國成立了的圣戈班依索維爾(固安)玻璃棉有限公司。 2005年圣戈班依索維爾分部進入華東地區,圣戈班依索維爾(宜興)玻璃棉有限公司于6月成立。 北新建材(集團)有限公司 /wxs/img/20230218/ 企業性質:其他有限責任公司 主營業務:建材、石膏板、礦棉板、龍骨、涂料、外墻板、活動房屋、PVC門窗、PVC管、散熱器、門窗五金件、 經營模式:生產型 主要客戶:建筑商,分銷商 地址:北京 北新建材(集團)有限公司始建于1979年,是由國家投資興建的我國最大的新型建材研發、生產、經營基地。已發展成為集新型建材、住宅產業、化 學建材、物流貿易“四位一體”的、總資產超過50億元的大型產業集團。目前,公司控股北新建材,中國化建兩家上市公司。國家520戶重點企業之一, 2003年榮獲中國百強企業。 南京玻璃纖維研究院 /wxs/img/20230218/ 主營產品:玻璃纖維、絕熱隔音材料、特種玻璃纖維、玻璃光導纖維、石英光導纖維、塑料光導纖維、玻璃纖維增強復合材料等方面的新工藝、新技術、新設備、新產品及軍用高性能、多功能材料 企業性質:集科學研究、工程設計、新產品開發、生產、經營于一體的高新技術企業 地址:南京 建于1964年,原隸屬國家建材局。1999年7月,根據國家經貿委242家科研院所體制改革方案改制,并入中國非金屬礦工業(集團)總公司, 是國內唯一專門從事玻璃纖維、礦物棉的綜合性研究設計單位。下設8個研究(設計)所、4個股份制企業、4個中外合資公司,具有外貿自營進出口權。 江陰天寶實業有限公司 /wxs/img/20230218/ 主要產品:礦棉吸音天花板系列、輕鋼烤漆龍骨系列產品、離心玻璃棉及其制品、巖棉及其制品、鋁箔及其復合材料系列產品、紙張及復合材料產品、膠粘劑系列產品 品牌:TBO 企業性質:其他 經營模式:生產型 1993年,公司率先研制開發了第一條100%國產化離心玻璃棉生產線,填補了國產設備不能生產離心法玻璃棉的空白。1999年,公司開發研制 了國內第一條100%國產化年產400萬平方米礦棉天花板生產線。2001年初,創建了年產4萬噸高爐渣一步法生產礦物纖維粒狀棉的新工藝并獨立投入巨 資,在蘇州新區組建了國內最大的礦棉吸音板生產線。 無錫興達泡塑新材料有限公司 /wxs/img/20230218/www.xingdaeps.com 主要產品:專業生產可發性聚苯乙烯(EPS)樹脂 品牌:“錫發”牌 地址:江蘇無錫 從事高新技術產品研發的科技人員占員工總數的15%以上,建立了興達泡塑材料工程技術中心。目前,公司年生產能力達到50萬噸,產銷量在國內同行中位居第一。 寧波環宇耐火材料有限公司 http://www.ningbohuanyu.com 主要產品:耐火材料、保溫材料、保冷材料、隔音材料四大系列 品牌:“環宇”牌、“象山”牌 多元化經營。四大系列產品被廣泛應用于艦船制造、汽車制造、石化煉油、、熱電、核電、冶金煉鋼、醫藥、紡織、廣電高層建筑等行業工程的防火、絕熱、保溫、保冷、隔音等區域. (三)絕熱材料業的存在的主要問題1.生產成本上升 能源(焦炭、媒、油、氣、電)漲價,原材料,運輸超載漲價,使絕熱材料成本上升,絕熱隔音材料、產品是節能產品,但是也耗能很大,是大部分產品成本上升的原因。2.生產和市場均不規范 有些企業不依標準組織生產,造成產品質量參差不齊。而且低水平重復建設依然嚴重。此外,市場不規范,低價搶占市場。3.應用技術發展滯后 國外絕熱材料工業不僅在生產技術、產品品種等方面發展迅速,而且在應用技術方面也較完善,在系統設計和規范化設計方面有了很大進展,并制定出了合理的施工 規范和配套細則。國外保溫材料的應用領域已從工業應用發展到建筑保溫和家庭應用,工業發達國家70%~90%的保溫材料被用于建筑保溫。我國在應用技術研 究方面還沒有形成系統,設計、施工配套水平低,影響了保溫材料在各個領域的推廣應用,尤其是影響了在建筑業的應用。這與當前我國建造節能建筑的需求是不適 應的。三、我國絕熱材料工業發展方向和趨勢(一)產品發展方向 新型保溫隔熱材料在建筑保溫上應以發展礦物棉、泡沫塑料等產品為主,玻璃棉、膨脹珍珠巖等多品種共存。工業保溫形成以硅酸鋁纖維、硅酸鈣制品、礦物棉、膨脹珍珠巖和泡沫塑料制品等多品種、多材料并存的格局。(二)技術發展趨勢 1.強調產品生產、應用過程中“綠色”含量。減少隔熱保溫材料產品生產過程中的生產能耗與污染物排放量,考慮產品的可回收再利用性;盡量減少對天然礦物 質的需求,采用廢棄物為生產原料。如有機質發泡保溫制品不再用氟里昂為發泡劑;繼續完善、開發日用廢塑料制品為主要原料的建筑隔熱保溫制品,液態渣的礦棉 生產技術等;開發以植物纖維為主要原料的纖維質保溫材料;發展無石棉硅酸鈣隔熱保溫制品。 2 . 開發、應用建筑“外保溫”技術及其隔熱保溫制品。這是近期我國隔熱保溫材料制品新產品開發的主攻方向,重點開發適合我國民用建筑體系(多層與中高層為主)、經濟條件、性能滿足“外保溫”技術要求的塊、板制品。 3.產品本身的性能向多功能化方向發展?,F在很多隔熱保溫材料應用領域,不但要求材料具有隔熱、保溫作用,還要求材料應具有一定的強度、防火等等其它特 殊性能。如船舶用的硅酸鈣隔倉板,要求是輕質、高強、防火,材料擔負起多種功能;車輛上用纖維質保溫材料,其防火性能也非常重要。建筑“外保溫”技術用的 外保溫塊、板,我國暫未能得到令人滿意解決,主要就是在輕質隔熱與強度、價格上不能得到很好的“統一”。
4.納米技術等高新技術的發展,有可能對隔熱保溫材料產品的生產應用帶來“革命性”的變化。納米等高技術在共它產品領域的應用,已為絕熱保溫材料展現了 無限的想象空間,技術上的突破已為時不遠。如在纖維質隔熱材料的成絲過程中,加入具有遠紅外性能的陶瓷納米材料,其制品的隔熱保溫性能會有所提高。(供 稿:許玲玲;葛菁)
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