聚氨酯硬泡技術在綠色建筑生態節能設計中的使用

單連杰

摘 要：以“聚氨酯硬泡技術”應用為例，提出一種具有科學性的綠色建筑生態節能設計方法。根據聚氨酯硬泡外墻外保溫相關理論，分析了噴涂法、澆注法、粘貼法等相關技術的注意要點、技術優勢和施工過程。從導熱系數、粘接強度、聚氨酯硬泡外墻保溫效果3個方面，研究氨酯硬泡技術系統性能參數。結果表明：在聚氨酯硬泡技術的背景下，提出的綠色建筑生態節能設計方法具有較高的可靠性和可行性，符合建筑綠色環保發展要求。

關鍵詞：聚氨酯硬泡技術;建筑節能;生態環保;外墻保溫

中圖分類號：TU201.5

文獻標識碼：A文章編號：1001-5922（2022）03-0071-05

Application of polyurethane rigid foam technology in

eco-energy-saving design of green buildings

SHAN Lianjie

（Changyi， Shandong Real Estate Development Service Center， Changyi 261300， Shandong China）

Abstract：

The application of “polyurethane rigid foam technology” is now taken as an example. A scientific design method of ecological energy saving for green buildings is proposed. According to the relevant theoretical knowledge of the external thermal insulation of polyurethane rigid foam external walls， the attention points， technical advantages and construction process of the spraying method， pouring method， pasting method and other related technologies are analyzed. Starting from the three aspects of thermal conductivity， adhesive strength， and polyurethane rigid foam external wall insulation effect， the performance parameters of the urethane rigid foam technology system are studied. The results show that under the application background of polyurethane rigid foam technology， the green building eco-energy-saving design method proposed in this paper has high reliability and feasibility， and fully meets the requirements of green building development.

Key words：polyurethane rigid foam technology; building energy saving; ecological and environmental protection; external wall insulation

綠色建筑保溫節能方法主要是指通過利用外墻外保溫措施，使用粘接材料，將保溫材料可靠、安全地固定在外墻上。同時，還要將玻璃纖維網或熱鍍鋅鋼絲網涂抹在保溫材料表面上，然后，采用涂刷結膠漿的方式，將保溫材料與墻體進行充分結合。而該方法的有效實施離不開聚氨酯硬泡技術的應用，通過應用該技術，可以最大限度地提高綠色建筑保溫節能效果。因此，如何將聚氨酯硬泡技術科學應用于綠色建筑生態節能設計中是技術人員必須思考和解決的問題。

1 聚氨酯硬泡外墻外保溫

1.1 噴涂法

1.1.1 施工過程

在對聚氨酯硬泡外墻進行加工期間，為了進一步提高外墻外保溫效果，技術人員要利用噴涂法，對其進行施工。噴涂法在具體的運用中主要涉及到了以下兩種技術手段：

（1）涂料飾面法。涂料飾面法主要是指通過將聚氨酯硬泡材料設置為主要施工材料，對外墻的保溫層進行噴涂處理 [1];

（2）面磚飾面法。面磚飾面法主要是指通過將聚氨酯硬泡材料設置為主要施工材料。對外墻的保溫層進行貼面磚處理。噴涂法施工作業流程如圖1所示。

1.1.2 注意要點

為了進一步提高聚氨酯硬泡外墻保溫施工質量和施工進度，技術人員在使用噴涂法期間，要重點把握以下技術要點：

（1）當外墻保溫加工結束后，外墻外保溫系統具有較高的保溫效率，所以，在安裝和固定梁柱、門窗以及陽臺期間，技術人員要在充分結合施工質量和施工效果的基礎上，將人工涂抹作業方式更換為機械化涂抹作業方式。這樣一來，不僅可以提高噴涂操作的規范性和合理性，避免因人為因素降低外墻外保溫最終噴涂效果[2]。同時，還要將涂抹操作安排在噴涂操作之前;

（2）在正式進入噴涂操作之前，需要確定出合理的墻體凹凸度，當墻體的凹凸度超過4 mm時，需要對其鏟平處理后，方可進入到噴涂操作環節中;

（3）技術人員嚴格按照施工相關標準和要求，科學調整和控制噴槍和墻面兩者之間的距離，在提高噴涂效率和效果的基礎上，實現對噴槍移動精度和速度的調整和控制;

（4）要科學調整和控制墻體的干燥程度[3]。此外，為了進一步提高噴涂作業的效率和效果，技術人員還要將噴涂作業環境溫度設置在11 ℃以上，同時，還要將風力等級和風速分別設置在6級以上、9 m/s。

1.1.3 技術優勢

噴涂法的技術優勢主要體現在以下幾個方面：

（1）通過利用聚氨酯硬泡材料，可以實現對外墻外保溫施工操作的無縫銜接，極大地提高施工質量和施工進度;

（2）可以實現對聚氨酯硬泡材料導熱系數的科學設置，確保該材料具有良好的保溫效果。另外，由于聚氨酯硬泡材料作為一種常用的粘接性材料，通過采用噴涂法，可以實現保溫材料與外墻之間的有效結合，在提高保溫效果的同時，還能更好地處理外界突發情況，實現對外界溫度、氣壓和濕度等因素的科學控制，使得保溫材料與外墻基體結合為統一的整體;

（3）通過采用噴涂法，可以確保外墻基體在寒冷、潮濕等不良環境下也能保持良好的保溫效果，滿足用戶溫暖、舒適的居住需求;

（4）聚氨酯硬泡材料具有較高的穩定性、可靠性和強度，該材料即使遇到暴雨天氣、大霧天氣等惡劣天氣，也能保持較高的適應能力和抗裂能力，為確保建筑整體保溫系統能夠可靠、穩定、安全地運行打下堅實的基礎。因此，為了進一步提高聚氨酯硬泡外墻外保溫施工質量和效率，技術人員要重視對噴涂法的應用，只有這樣，才能充分發揮和利用聚氨酯硬泡技術的應用優勢，以實現對綠色建筑生態節能設計水平的全面提升。

1.2 澆注法

1.2.1 施工過程

為了進一步提高聚氨酯硬泡外墻外保溫加工施工質量和效率，技術人員在利用澆注法進行施工期間，除了要做好對基礎板隔離劑的科學處理，還要優化外墻基底墻體施工流程，同時，還要盡可能提高保溫層施工效率和效果[4]。澆注法施工作業流程如圖2所示。

從圖2中可以看出，澆注法施工工藝主要包含以下兩個要點：

（1）可拆卸式模板。在這一環節中，為了避免因拆卸操作不當而破壞模板，確保拆卸后的模板能夠重復使用，技術人員要嚴格按照綠色環保發展理念，將綠色建筑生態節能設計工作落實到位;

（2）置入式模板。如果將模板納入和置入到外墻外保溫體系中，將會導致墻板無法循環利用。為了避免以上問題的發生，需要對可拆卸模板施工流程進行不斷修改、優化和完善。

1.2.2 注意要點

為了進一步提高聚氨酯硬泡外墻保溫施工質量和施工進度，技術人員在使用澆注法進行施工期間，要重點把握以下技術要點：

（1）將施工環境溫度設置在11 ℃以上。同時，還要將墻面基層的含水量控制在7%以下。另外，在進行施工期間，技術人員要盡可能規避在雨天或者大霧天氣進行施工;

（2）為了提高施工操作的規范性和合理性，技術人員要做好對各個模板的安裝和固定工作，確保模板的固定性和牢靠性。當模板固定一段時間后，技術人員才能采用分批澆注方式，對澆注量進行科學地調整和控制;

（3）為了進一步提高聚氨酯硬泡材料的性能和質量，技術人員要將該材料的密度范圍設置為34～59 kg/m3;

（4）為了盡可能延長澆注模板使用壽命，技術人員要采用保溫處理法，對該模板的表層界面進行保溫處理。當施工操作結束后，還要對澆注模板進行全面檢查，確保該模板的完好無損性[5]。只有這樣，才能最大限度地提高模板保溫層的穩定性、可靠性和安全性。

1.2.3 技術優缺點

通過利用澆注法對聚氨酯硬泡外墻外保溫進行施工，會發現施工環境比較寬松自由，降低了施工操作難度。同時，通過借助澆注法所獲得墻面具有一定的平整性和堅固性，有利于后期施工作業的有效開展。但是，澆注法也存在一定的局限性，在進行聚氨酯硬泡外墻外保溫施工期間，技術人員在正式進入施工作業之前，要做好對硬泡漲裂問題的處理，這就對施工加工準備工作提出了更高的要求，嚴重影響了施工進度。

1.3 粘貼法

為了更好地規范聚氨酯硬泡外墻外保溫施工操作，技術人員利用粘貼法進行施工期間，通常會用到以下兩種系統;一種是聚氨酯硬泡保溫板抹灰系統;另一種是帶飾面層聚氨酯硬泡保溫板系統。利用粘貼法進行聚氨酯硬泡外墻保溫施工期間，通常會涉及到以下施工方法。

（1）條涂法。條涂法在具體的運用中，需要向板材背面粘接一定量的膠漿，并對其進行涂抹處理，此外，還要使用專用抹子，借助粘接膠漿的粘接性能，按照所設置的角度，刮除多余的膠漿，確保溫板牢靠地固定于加工墻體上。另外，在進行粘接操作期間，還要盡可能保證動作緩慢性和力度的均勻性，避免因用力過大而導致板材受到損壞;

（2）點框法。點框法在具體的運用中，首先，要對粘接的膠進行混合處理，然后，將混合處理好的粘接的膠均勻地涂抹于板材的四周邊框上。同時，還要使用標準尺寸，對聚氨脂板進行拼接處理;還要科學調整和控制涂抹范圍，使其遠遠超過板面的70%。這樣一來， 不僅可以保證板材四周邊框的平整性，還能確保各個板料之間能夠呈現出平行對齊的狀態。

2 氨酯硬泡技術系統性能參數

2.1 導熱系數

對于聚氨酯硬泡材料而言，其導熱系數屬于檢驗和衡量該材料質量和性能的重要指標參數，只有確保該材料的導熱系數始終保持較低且穩定的狀態，才能提高聚氨酯硬泡材料的性能和質量。實驗表明：影響該材料導熱系數的因素主要包含以下幾種。

2.1.1 泡孔內不同氣體成分的導熱系數

通過將不同類型的氣體注入到聚氨酯硬泡內的泡空中，可以直接控制和調整該材料的導熱系數。聚氨酯硬質泡沫中氣體導熱系數表如表1所示。

從表1中的數據可以看出，聚氨酯硬泡材料在具體的制作中，需要將CO2設置為發泡劑，此時，可以增加該材料的導熱系數[6]。由此可見，通過選用不同類型的氣體，可以實現對該材料導熱系數的科學調整和控制。

2.1.2 陳化過程對導熱系數的影響

在對聚氨酯硬泡材料進行發泡期間，當該材料黏度不斷增加時，泡孔直徑會呈現出不斷增加的趨勢。當泡孔直徑達到一定值后，會出現閉孔現象，這種現象被稱為“聚氨酯硬泡材料的陳化流程”。通常而言，該材料陳化乳白時間為4～5 s;拉絲時間為9～14 s;不粘時間為14～19 s。當材料乳化周期為14 min時，材料硬化處理結束。不同陳化時間對導熱系數影響如表2所示。

從表2中的數據可以看出，聚氨酯硬泡材料在實際的陳化期間，當乳化周期為599～1 439 min時，其導熱系數增量變化幅度較大。此時，該材料的導熱系數增量達到了4.8%，遠遠超過其他階段的變化幅度。因此，當該材料乳化周期為1 439 min時，可以確保該材料導熱系數的穩定性和可靠性。

2.1.3 密度的影響

密度影響主要體現在以下兩點：首先，密度對該材料導熱系數的影響。對于聚氨酯硬泡材料而言，其密度大小與導熱系數之間存在密切的聯系，一旦該材料密實出現變化時，那么，該材料的導熱系數將會發生相應的變化。不同密度對導熱系數的影響如表3所示。

從表3中的數據可以看出，當聚氨酯硬泡材料的密度為31.6～67.6 g/cm3時，該材料的導熱系數呈現出先降低后上升的趨勢。同時，當該材料密度達到67.6 g/cm3時，該材料的導熱系數達到最大值。由此可見，要想獲得比較理想的材料導熱系數，必須將該材料的密度控制在50 g/cm3左右，只有這樣，才能最大限度地提升聚氨酯硬泡材料的性能和質量。

其次，密度對聚氨酯硬泡性能的影響。對于聚氨酯硬泡材料而言，當其密度控制在50 g/cm3左右時，該材料的導熱系數達到最佳狀態，可以將其作為一種綠色、環保的外墻保溫材料。但是，為了選用合適的外墻保溫材料，除了要考慮該材料的導熱系數外，還要科學調整和控制該材料的承重條件，一旦材料密度大小控制不當，將會直接影響保溫材料的最終選擇結果。密度對聚氨酯硬泡性能影響，如表4所示。

從表4中的數據可以看出，當該材料密度不斷增加時，聚氨酯硬泡材料的抗拉強度和抗壓強度均呈現出不斷增加的趨勢;但是，該材料的導熱系數并沒有出現明顯的變化趨勢。由此可見，為了提高聚氨酯硬泡材料的性能和質量，需要將該材料的最佳加工密度設置在40～55 g/cm3為宜。

2.2 粘接強度

對于聚氨酯硬泡材料而言，其內部結構含有大量的極性基團，可以實現對其他材料粘接強度的全面提升。尤其是采用噴涂法進行施工期間，可以取得理想的粘接效果。聚氨酯與不同墻體的粘接強度如表5所示。

從表5中的數據可以看出，墻體所用材質不同，所對應的聚氨酯粘接強度也存在一定的差異。通過對混合砂漿、混凝土、石膏板、塑鋼4種墻體粘接強度的對比，發現只有砂漿墻體所對應的粘接強度最高。

2.3 聚氨酯硬泡外墻保溫效果

在聚氨酯硬泡技術的應用背景下，通過利用聚氨酯硬泡外墻保溫方法，不僅可以有效地降低圍護結構的溫度應力，還能實現對柱體結構的有效保護，使得柱體結構的使用壽命得以有效延長。同時，為最大限度地提高冬季室內溫度，確保聚氨酯硬泡外墻取得理想的保溫效果提供有力的保障。

3 結語

綜上所述，通過將聚氨酯硬泡技術與綠色建筑生態節能設計進行充分結合，不僅可以實現對墻體主體結構的完善和保護，還能有效地延長建筑物的整體使用壽命;同時，還能最大限度地提升墻體抗潮氣能力。另外，整個施工作業綠色環保，有效地降低了對環境的污染程度，因此，聚氨酯硬泡技術值得被進一步推廣和應用于綠色建筑生態節能設計中。

【參考文獻】

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[6] 畢戈華，畢玉遂，趙劍英，等.新型無氯氟聚氨酯化學發泡劑創制[Z].淄博：山東理工大學，2019.