聚氨酯硬泡技术在绿色建筑生态节能设计中的使用

单连杰

摘 要：以“聚氨酯硬泡技术”应用为例，提出一种具有科学性的绿色建筑生态节能设计方法。根据聚氨酯硬泡外墙外保温相关理论，分析了喷涂法、浇注法、粘贴法等相关技术的注意要点、技术优势和施工过程。从导热系数、粘接强度、聚氨酯硬泡外墙保温效果3个方面，研究氨酯硬泡技术系统性能参数。结果表明：在聚氨酯硬泡技术的背景下，提出的绿色建筑生态节能设计方法具有较高的可靠性和可行性，符合建筑绿色环保发展要求。

关键词：聚氨酯硬泡技术;建筑节能;生态环保;外墙保温

中图分类号：TU201.5

文献标识码：A文章编号：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

綠色建筑保温节能方法主要是指通过利用外墙外保温措施，使用粘接材料，将保温材料可靠、安全地固定在外墙上。同时，还要将玻璃纤维网或热镀锌钢丝网涂抹在保温材料表面上，然后，采用涂刷结胶浆的方式，将保温材料与墙体进行充分结合。而该方法的有效实施离不开聚氨酯硬泡技术的应用，通过应用该技术，可以最大限度地提高绿色建筑保温节能效果。因此，如何将聚氨酯硬泡技术科学应用于绿色建筑生态节能设计中是技术人员必须思考和解决的问题。

1 聚氨酯硬泡外墙外保温

1.1 喷涂法

1.1.1 施工过程

在对聚氨酯硬泡外墙进行加工期间，为了进一步提高外墙外保温效果，技术人员要利用喷涂法，对其进行施工。喷涂法在具体的运用中主要涉及到了以下两种技术手段：

（1）涂料饰面法。涂料饰面法主要是指通过将聚氨酯硬泡材料设置为主要施工材料，对外墙的保温层进行喷涂处理 [1];

（2）面砖饰面法。面砖饰面法主要是指通过将聚氨酯硬泡材料设置为主要施工材料。对外墙的保温层进行贴面砖处理。喷涂法施工作业流程如图1所示。

1.1.2 注意要点

为了进一步提高聚氨酯硬泡外墙保温施工质量和施工进度，技术人员在使用喷涂法期间，要重点把握以下技术要点：

（1）当外墙保温加工结束后，外墙外保温系统具有较高的保温效率，所以，在安装和固定梁柱、门窗以及阳台期间，技术人员要在充分结合施工质量和施工效果的基础上，将人工涂抹作业方式更换为机械化涂抹作业方式。这样一来，不仅可以提高喷涂操作的规范性和合理性，避免因人为因素降低外墙外保温最终喷涂效果[2]。同时，还要将涂抹操作安排在喷涂操作之前;

（2）在正式进入喷涂操作之前，需要确定出合理的墙体凹凸度，当墙体的凹凸度超过4 mm时，需要对其铲平处理后，方可进入到喷涂操作环节中;

（3）技术人员严格按照施工相关标准和要求，科学调整和控制喷枪和墙面两者之间的距离，在提高喷涂效率和效果的基础上，实现对喷枪移动精度和速度的调整和控制;

（4）要科学调整和控制墙体的干燥程度[3]。此外，为了进一步提高喷涂作业的效率和效果，技术人员还要将喷涂作业环境温度设置在11 ℃以上，同时，还要将风力等级和风速分别设置在6级以上、9 m/s。

1.1.3 技术优势

喷涂法的技术优势主要体现在以下几个方面：

（1）通过利用聚氨酯硬泡材料，可以实现对外墙外保温施工操作的无缝衔接，极大地提高施工质量和施工进度;

（2）可以实现对聚氨酯硬泡材料导热系数的科学设置，确保该材料具有良好的保温效果。另外，由于聚氨酯硬泡材料作为一种常用的粘接性材料，通过采用喷涂法，可以实现保温材料与外墙之间的有效结合，在提高保温效果的同时，还能更好地处理外界突发情况，实现对外界温度、气压和湿度等因素的科学控制，使得保温材料与外墙基体结合为统一的整体;

（3）通过采用喷涂法，可以确保外墙基体在寒冷、潮湿等不良环境下也能保持良好的保温效果，满足用户温暖、舒适的居住需求;

（4）聚氨酯硬泡材料具有较高的稳定性、可靠性和强度，该材料即使遇到暴雨天气、大雾天气等恶劣天气，也能保持较高的适应能力和抗裂能力，为确保建筑整体保温系统能够可靠、稳定、安全地运行打下坚实的基础。因此，为了进一步提高聚氨酯硬泡外墙外保温施工质量和效率，技术人员要重视对喷涂法的应用，只有这样，才能充分发挥和利用聚氨酯硬泡技术的应用优势，以实现对绿色建筑生态节能设计水平的全面提升。

1.2 浇注法

1.2.1 施工过程

为了进一步提高聚氨酯硬泡外墙外保温加工施工质量和效率，技术人员在利用浇注法进行施工期间，除了要做好对基础板隔离剂的科学处理，还要优化外墙基底墙体施工流程，同时，还要尽可能提高保温层施工效率和效果[4]。浇注法施工作业流程如图2所示。

从图2中可以看出，浇注法施工工艺主要包含以下两个要点：

（1）可拆卸式模板。在这一环节中，为了避免因拆卸操作不当而破坏模板，确保拆卸后的模板能够重复使用，技术人员要严格按照绿色环保发展理念，将绿色建筑生态节能设计工作落实到位;

（2）置入式模板。如果将模板纳入和置入到外墙外保温体系中，将会导致墙板无法循环利用。为了避免以上问题的发生，需要对可拆卸模板施工流程进行不断修改、优化和完善。

1.2.2 注意要点

为了进一步提高聚氨酯硬泡外墙保温施工质量和施工进度，技术人员在使用浇注法进行施工期间，要重点把握以下技术要点：

（1）将施工环境温度设置在11 ℃以上。同时，还要将墙面基层的含水量控制在7%以下。另外，在进行施工期间，技术人员要尽可能规避在雨天或者大雾天气进行施工;

（2）为了提高施工操作的规范性和合理性，技术人员要做好对各个模板的安装和固定工作，确保模板的固定性和牢靠性。当模板固定一段时间后，技术人员才能采用分批浇注方式，对浇注量进行科学地调整和控制;

（3）为了进一步提高聚氨酯硬泡材料的性能和质量，技术人员要将该材料的密度范围设置为34～59 kg/m3;

（4）为了尽可能延长浇注模板使用寿命，技术人员要采用保温处理法，对该模板的表层界面进行保温处理。当施工操作结束后，还要对浇注模板进行全面检查，确保该模板的完好无损性[5]。只有这样，才能最大限度地提高模板保温层的稳定性、可靠性和安全性。

1.2.3 技术优缺点

通过利用浇注法对聚氨酯硬泡外墙外保温进行施工，会发现施工环境比较宽松自由，降低了施工操作难度。同时，通过借助浇注法所获得墙面具有一定的平整性和堅固性，有利于后期施工作业的有效开展。但是，浇注法也存在一定的局限性，在进行聚氨酯硬泡外墙外保温施工期间，技术人员在正式进入施工作业之前，要做好对硬泡涨裂问题的处理，这就对施工加工准备工作提出了更高的要求，严重影响了施工进度。

1.3 粘贴法

为了更好地规范聚氨酯硬泡外墙外保温施工操作，技术人员利用粘贴法进行施工期间，通常会用到以下两种系统;一种是聚氨酯硬泡保温板抹灰系统;另一种是带饰面层聚氨酯硬泡保温板系统。利用粘贴法进行聚氨酯硬泡外墙保温施工期间，通常会涉及到以下施工方法。

（1）条涂法。条涂法在具体的运用中，需要向板材背面粘接一定量的胶浆，并对其进行涂抹处理，此外，还要使用专用抹子，借助粘接胶浆的粘接性能，按照所设置的角度，刮除多余的胶浆，确保温板牢靠地固定于加工墙体上。另外，在进行粘接操作期间，还要尽可能保证动作缓慢性和力度的均匀性，避免因用力过大而导致板材受到损坏;

（2）点框法。点框法在具体的运用中，首先，要对粘接的胶进行混合处理，然后，将混合处理好的粘接的胶均匀地涂抹于板材的四周边框上。同时，还要使用标准尺寸，对聚氨脂板进行拼接处理;还要科学调整和控制涂抹范围，使其远远超过板面的70%。这样一来， 不仅可以保证板材四周边框的平整性，还能确保各个板料之间能够呈现出平行对齐的状态。

2 氨酯硬泡技术系统性能参数

2.1 导热系数

对于聚氨酯硬泡材料而言，其导热系数属于检验和衡量该材料质量和性能的重要指标参数，只有确保该材料的导热系数始终保持较低且稳定的状态，才能提高聚氨酯硬泡材料的性能和质量。实验表明：影响该材料导热系数的因素主要包含以下几种。

2.1.1 泡孔内不同气体成分的导热系数

通过将不同类型的气体注入到聚氨酯硬泡内的泡空中，可以直接控制和调整该材料的导热系数。聚氨酯硬质泡沫中气体导热系数表如表1所示。

从表1中的数据可以看出，聚氨酯硬泡材料在具体的制作中，需要将CO2设置为发泡剂，此时，可以增加该材料的导热系数[6]。由此可见，通过选用不同类型的气体，可以实现对该材料导热系数的科学调整和控制。

2.1.2 陈化过程对导热系数的影响

在对聚氨酯硬泡材料进行发泡期间，当该材料黏度不断增加时，泡孔直径会呈现出不断增加的趋势。当泡孔直径达到一定值后，会出现闭孔现象，这种现象被称为“聚氨酯硬泡材料的陈化流程”。通常而言，该材料陈化乳白时间为4～5 s;拉丝时间为9～14 s;不粘时间为14～19 s。当材料乳化周期为14 min时，材料硬化处理结束。不同陈化时间对导热系数影响如表2所示。

从表2中的数据可以看出，聚氨酯硬泡材料在实际的陈化期间，当乳化周期为599～1 439 min时，其导热系数增量变化幅度较大。此时，该材料的导热系数增量达到了4.8%，远远超过其他阶段的变化幅度。因此，当该材料乳化周期为1 439 min时，可以确保该材料导热系数的稳定性和可靠性。

2.1.3 密度的影响

密度影响主要体现在以下两点：首先，密度对该材料导热系数的影响。对于聚氨酯硬泡材料而言，其密度大小与导热系数之间存在密切的联系，一旦该材料密实出现变化时，那么，该材料的导热系数将会发生相应的变化。不同密度对导热系数的影响如表3所示。

从表3中的数据可以看出，当聚氨酯硬泡材料的密度为31.6～67.6 g/cm3时，该材料的导热系数呈现出先降低后上升的趋势。同时，当该材料密度达到67.6 g/cm3时，该材料的导热系数达到最大值。由此可见，要想获得比较理想的材料导热系数，必须将该材料的密度控制在50 g/cm3左右，只有这样，才能最大限度地提升聚氨酯硬泡材料的性能和质量。

其次，密度对聚氨酯硬泡性能的影响。对于聚氨酯硬泡材料而言，当其密度控制在50 g/cm3左右时，该材料的导热系数达到最佳状态，可以将其作为一种绿色、环保的外墙保温材料。但是，为了选用合适的外墙保温材料，除了要考虑该材料的导热系数外，还要科学调整和控制该材料的承重条件，一旦材料密度大小控制不当，将会直接影响保温材料的最终选择结果。密度对聚氨酯硬泡性能影响，如表4所示。

从表4中的数据可以看出，当该材料密度不断增加时，聚氨酯硬泡材料的抗拉强度和抗压强度均呈现出不断增加的趋势;但是，该材料的导热系数并没有出现明显的变化趋势。由此可见，为了提高聚氨酯硬泡材料的性能和质量，需要将该材料的最佳加工密度设置在40～55 g/cm3为宜。

2.2 粘接强度

对于聚氨酯硬泡材料而言，其内部结构含有大量的极性基团，可以实现对其他材料粘接强度的全面提升。尤其是采用喷涂法进行施工期间，可以取得理想的粘接效果。聚氨酯与不同墙体的粘接强度如表5所示。

从表5中的数据可以看出，墙体所用材质不同，所对应的聚氨酯粘接强度也存在一定的差异。通过对混合砂浆、混凝土、石膏板、塑钢4种墙体粘接强度的对比，发现只有砂浆墙体所对应的粘接强度最高。

2.3 聚氨酯硬泡外墙保温效果

在聚氨酯硬泡技术的应用背景下，通过利用聚氨酯硬泡外墙保温方法，不仅可以有效地降低围护结构的温度应力，还能实现对柱体结构的有效保护，使得柱体结构的使用寿命得以有效延长。同时，为最大限度地提高冬季室内温度，确保聚氨酯硬泡外墙取得理想的保温效果提供有力的保障。

3 结语

综上所述，通过将聚氨酯硬泡技术与绿色建筑生态节能设计进行充分结合，不仅可以实现对墙体主体结构的完善和保护，还能有效地延长建筑物的整体使用寿命;同时，还能最大限度地提升墙体抗潮气能力。另外，整个施工作业绿色环保，有效地降低了对环境的污染程度，因此，聚氨酯硬泡技术值得被进一步推广和应用于绿色建筑生态节能设计中。

【参考文献】

[1] 师丽.基于聚氨酯硬泡技术在绿色建筑生态节能设计中的应用分析[J].粘接，2020，42（5）：52-55.

[2] 贺梦琦.聚氨酯硬泡技术在绿色建筑生态节能设计中的应用[J].科技通报，2017，33（1）：174-177.

[3] 吴一鸣.试论聚氨酯硬泡技术在绿色建筑生态节能设计中的应用[J].石油石化物资采购，2019（17）：62.

[4] 刘钢，方丽丽.万华节能：硬泡聚氨酯复合板保温系统[J].建设科技，2009（7）：38.

[5] 张泽平.玻化微珠保温混凝土及其结构的基本性能试验与理论分析研究[D].太原：太原理工大学，2019.

[6] 毕戈华，毕玉遂，赵剑英，等.新型无氯氟聚氨酯化學发泡剂创制[Z].淄博：山东理工大学，2019.