在冷库保温材料中的选择中,设计师和业主往往只注重保温材料本身的一些物理性能,如导热系数,氧指数等,而忽视了实际工程中保温是一个系统的解决方案,一个再好的材料,如果没有配上很好的解决方案,一样达不到好的效果。一个完善的方案决定的围护结构热流量和冷库耗能的大小。即保温方案的长期效果越优异,冷库的能耗越小,综合成本越低。
通过以上分析,我们可以重点关注以下几方面问题:
1.设计导热系数
所谓设计导热系数即在材料的测定导热系数的基础上乘以一个设计安全系数。设计系数是因保温材料在冷库中长期受到潮湿环境及水蒸气渗透的影响下,导热系数将会有所提高,相对来说热阻降低。其大小取决于保温材料本身的材质、闭孔率、显微结构和吸水率等因素。并非测定导热系数低的材料设计导热系数就是最低。在选用保温材料时应对比保温材料在实际应用环境中的设计导热系数。
冷库的相对湿度大都在75%以上,故保温材料在高湿度下的保温效果是至关重要的。
各保温材料的保温效果都有下降,硬质聚氨酯的保温效果下降到初始的40%左右,挤塑聚苯乙烯板却只下降到85%左右。
2.吸水率
吸水率是影响保温效果的重要指标,当材料吸水后将材料中的气体挤出,由水占居了原来的空间,水的导热系数为1w/m·K,使保温材料的导热系数增大。故吸水率越大,保温效果越差。
测试项目 | XPS挤塑板 | EPS保温板 | PU |
200次冻融循环后的吸水率 | 0.45 | 17 | 15 |
600次冻融循环后的吸水率 | 2 | 45 | 40 |
现场发泡的聚氨酯(PU)和工厂化生产的挤塑板(XPS)的吸水率相差一倍多,吸水率对保温材料来说是一个关键因素,吸水率高的产品会使该产品在老化、变形及保温性能上产生致命的变化,冻融循环使得该材料因吸水率高而使结构破坏,从而老化、变形,寿命大大降低!这也是聚氨酯(PU)作为保温材料在系统应用中经过一段时间运营后,保温效果大大降低的原因!
3.冻融循环后的保温效果
在冷库使用中,保温材料存在蒸气由高温测向低温转移和冻融循环的过程,在冻融交替的情况下,保温材料的热阻会有不同程度的下降,下表是挤塑聚苯乙烯板在100次冻融循环后的热阻保留率。而现场发泡PU则在300天后热阻保留率通常在40-50%左右。
挤塑板厚度 | 25mm | 50mm |
实验前热阻值 | 0.893 | 1.79 |
实验后热阻值 | 0.8037 | 1.705 |
热阻保留率 | 90% | 95% |
4.耐久性能
聚氨酯(PU)随着时间的推移,成分易挥发后,其保温性、阻燃性均降低,材质变得松脆、粉化,这是为什么采用PU保温的冷库在使用了一两年后耗电量逐渐增大的原因。挤塑板(XPS)保温板因其稳定的化学结构和物理结构而具有超常的耐久性能,其保温性能随时间的变化很小,即使在50年之后其保温性能仍然保持在开始时的80%以上,这在冷库应用中经反复冻融过程中仍可以保持极好的保温性能。
5、抗压性能
经过高压挤塑的聚苯乙烯泡沫塑料强度可以做到250~1200KPa,而聚氨酯则很难达到。
6.环保性
法宁格挤塑板发泡剂用二氧化碳(CO2),属环保产品,有ISO9001、ISO14001认证。发泡聚氨酯用氟里昂(CFC)做发泡剂,影响环保,应小心操作,避免中毒;大面积发泡需防火,以免火灾和爆炸,这在实际工程中已经出现过很多次,我们应引以为戒。
7. 防火性能
为了达到设计要求的防火要求,聚氨酯在加入阻燃剂后不仅会大幅度降低其保温性能,而且聚氨酯内加入的阻燃剂会随着时间的推移挥发,阻燃性会降低,从而导致聚氨酯在施工过程中及易发生火灾,已有不少冷库在喷涂聚氨酯施工时均发生过数起大小火灾。挤塑板的防火性能可以达到B1、B2级,完全满足设计要求,给客户解决后顾之忧。
8. 施工难度
一个好的保温系统不仅需要前期合理的设计,适合的材料,施工工艺也很重要,如果前期设计和材料都很完善,但是施工工艺很复杂或影响因素太多,会导致保温系统的实际效果会与预期相差较远。
挤塑板保温系统,现场根据设计直接拼装即可,不受环境影响,施工简单快捷。如采用聚氨酯发泡需要现场发泡、受天气、环境、风速、温度(15~30℃),湿度,操作人员素质影响,且刚喷发完成时温度较高,易产生空心;冷却后收缩较大、与墙面易产生空鼓,难以保证质量。
综上,挤塑板非常适用在冷链(冷库)地面保冷隔热层。