千里之行始于足下,优质地暖始于保温。保温材料的好坏直接决定了地暖的环保和节能性。如果保温没做好,即使用再好的壁挂炉、再好的工艺,采暖效果往往也不尽人意。
因为地暖热量向房间外泄露,是导致采暖效果不佳以及费用居高不下的根本原因。对于市场上常用的挤塑板(xps),识别其品质的好坏,我们需要了解以下几个关键性指标。
1 密度与导热系数
很多人误以为,xps的密度越高,质量越好,其实不然。对于多孔绝热材料,只有当导热系数、对流热换系数和辐射换热系数三者之和最小时,才具有最低的绝热性能。此时的材料密度,称为最佳密度。
从中相同密度的xps挤塑板导热系数分布情况,可以看出相同密度的保温材料其导热依然存在较大差距。随着密度超过40kg/m³后,导热系数会随着密度的增长而增加。
(注:导热系数越低,保温效果越好。)
从这里就可以看出,对于xps保温材料,并不能从密度来定义导热,也就不能以密度来定义保温性能的好坏。
那在《jgj142-2012 辐射供暖供冷技术规程》这份标准中(以下简称jgj标准),引入xps密度这个概念是为了什么?究竟什么样的密度才是合理的呢?这里,我们需要继续研究下一个关键词“抗压”。
2 密度与抗压强度
( jgj标准中对xps的密度和抗压指标的规定)
在jgj标准中,明确规定了挤塑板的密度指标和抗压指标。可以看出,根据地暖环境对xps的保温属性和实际抗压需求,抗压强度只需要达到≥200kpa即可。
除了密度以外,还有什么因素会影响xps的抗压呢。在规定的密度内要做到抗压的提升,当然要靠原料和生产工艺。原料决定了分子链的链接,全新的材料分子链紧然有序不易断裂,泡孔闭孔率高。
先进的生产工艺则可以使泡孔致密、均匀,形成大量封闭的微小孔隙。在相同的密度情况下,闭孔率越高,封闭孔隙越多,空气流通性越差,导热系数就越低,抗压强度也会越高。
目前,凭借先进的生产技术和发泡工艺,甚至可以做到30kg/m³以下的密度就能实现抗压强度超过250kpa。其实jgj标准中对密度的引入,是为了实现xps的抗压强度。但会有一些不法商贩在抗压不达标的情况下,添加大量滑石粉,增加挤塑板密度,这会导致挤塑板保温差、板体脆、易断、稳定性差。
所以,密度并不是决定xps抗压强度的唯一因素,优质的原料和生产工艺可以在相同密度的情况下提升抗压强度。
3 、热阻与保温材料厚度
“热阻”,字面意思为阻隔热量。热阻越高的保温材料,保温效果越好。热阻和材料的导热系数、厚度相关。在导热系数相同的情况下,材料厚度越厚,热阻越高,保温性能越好。
(jgj标准中对xps/eps的厚度规定)
(对上海绿羽生产的不同厚度保温材料进行的热阻测试实验)
不管是jgj标准,还是实际中的模拟数据都表明,热阻和保温材料的厚度息息相关,为了实现投入和收益的均衡考虑,2~3cm厚度的保温材料是最佳选择。
4 决定导热系数的两大指标
决定导热系数的两大指标是发泡剂和生产工艺。发泡剂就是挤塑板成型的添加剂,目前市场常用的发泡剂有氟利昂、二氧化碳(co2)以及二甲醚。
其中co2发泡剂是国际上推广的先进工艺。不管对环境还是人体健康来说都是最环保的。相较于氟利昂,由于co2本身低分子量、低沸点高蒸汽压、与ps相容性差等特性,在使用co2作为发泡剂时,对设备、原料的要求更高。设备和技术落后的厂商很难做到co2发泡。
( hcfcs与co2发泡板子的泡孔微观结构)
(co2发泡xps板子的导热系数变化)
从中可以看出,氟利昂和co2发泡的泡孔微观结构,对比非常明显,co2发泡的xps泡孔更致密,其孔隙率越大,空气越稳定,导热系数也就越小。
5 、如何看待吸水率
水的导热系数比空气的导热系数大得多,因此,当保温材料的孔隙吸水后会导致材料的保温性能急剧下降。xps材料的吸水率本身并不高,这是由于其表面结皮的缘故,具有一定的隔水防潮作用。
但是,质量较差的xps由于其闭孔率差,也较容易受潮吸水,导致材料保温性能下降,甚至霉变的情况发生。在《jgj 142-2012》中对吸水率有明确的规定。
( jgj 142-2012中对xps/eps的吸水率规定)
需要注意的是,闭孔率与原料质量息息相关。使用全新料发泡的闭孔率更高,吸水率更低,保温性能也就更好。
6、 总结
1、xps保温板并不是密度越高,保温性能就越好。现有工艺下,密度在30kg/m³~32kg/m³为佳。
2、抗压越高,密度越低,说明泡孔越致密均匀,发泡生产工艺越强。
3、选择以全新料为原料的co2发泡的xps保温板最佳。
4、地暖环境下,xps保温板的厚度至少需要满足2cm,条件允许的话最好使用2.5cm或3cm厚的保温板。
5、吸水率会影响材料的保温效果,选择全新料生产的xps保温板,吸水率≤1%为佳。
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