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中国建材报:我国高层建筑保温要自主创新
信息来源:GBF转载 发布时间:2013-03-10
 

我国高层建筑保温要自主创新

2013-2-27 13:46:28 中国建材报 路平

  20121221在中国建筑设计研究院、中国建筑节能减排产业技术创新战略联盟召开的“2012年科技创新绿色人居”会议上,胡显奇作了《火山岩纤维在高层建筑节能防火中的创新研究》报告。他的一些观点引起了与会者的共鸣和浓厚的兴趣。党的十八大报告提出了“实施创新驱动发展战略”。新材料是推动科技创新的先导。我国高层民用建筑、幕墙工程和公共建筑的防火与节能如何寻找新的出路?记者为此采访了浙江石金玄武岩纤维有限公司总经理胡显奇。

  胡显奇表示,唯有颠覆传统的保温材料,发明创造出新材料,才能从源头上解决高楼大厦的防火问题。

  记者:你在“科技创新、绿色人居”会议上作的“火山岩纤维在高层建筑节能防火中的创新研究”报告,与会者反响很热烈,这是为什么?

  胡显奇:也许是我的观点比较鲜明吧。前几年我国连续发生的几场大火,将有机保温材料推向了风口浪尖,我国建筑节能保温和阻燃防火如何两者兼顾,一直困扰着业内人士和有关政府部门的官员,大家甚至争论不休。我的观点,“万事民为先”,生命的价值是至高无上的,政府考虑一切问题都应该以人为本,要首先维护老百姓的生命安全,特别是高层建筑要确保防火。其次,是建筑节能。存在就是合理的,有机保温材料和无机材料分别有它们自身的优越性,不必简单地厚此薄彼。国家应该按照不同的建筑高度和建筑使用功能,对建筑保温材料提出不同等级的节能和防火要求。众所周知,我国的城市化建设正在日新月异地加快发展,与欧美国家相比,“地少、人多、高楼多、建筑密集”等构成了我国城市建筑的特点。当下,我国摩天大楼越建越多,高层建筑,特别是超高层的摩天大楼一旦失火很难施救,这是一个世界难题。北京市、上海市、江苏省等地要求民用建筑高度在5054以上采用不燃材料我认为是非常明智的,节能防火必须兼顾。因为我国高层建筑不能再发生特大火灾事故了,我们再也伤不起。1911325,美国纽约曾发生了一场后来被称为“改变了美国的大火灾”,146名制衣工人在大火中丧生。这场大火震动了全美国,并且引发了一连串社会改革。我国近些年来也曾连续发生过特大火灾事故,为什么不能从理念、法规上和科技创新方面去努力改变这一现状呢?解决我国高层建筑节能和防火两者兼顾困惑的办法和出路究竟在哪里?20111230国发[2011]46号文件《国务院关于加强和改进消防工作的意见》中明确指出:“加快研发和推广具有良好防火性能的新型建筑保温材料,采取严格的管理措施和有效的技术措施,提高建筑外保温材料系统的防火性能,减少火灾隐患。”因此,出路在于理念、法规的变革和科技创新。谁说鱼与熊掌不可兼得?哪是你没有科技创新!唯有颠覆传统的保温材料,发明创造出新材料,才能从源头上解决高楼大厦的防火问题。譬如我国高层建筑和公共建筑就可以用火山岩纤维这一科技创新材料。

  “我国高层建筑保温要利用火山岩纤维这一新材料,走出一条有中国特色的自主创新路子!”

  记者:我国已出台了《新材料产业“十二五”发展规划》。新材料是带动传统产业升级的革命性力量,是推动技术创新的先导。你能否具体谈谈为什么我国高层建筑保温要用火山岩纤维?

  胡显奇:火山岩纤维就是指连续玄武岩纤维。它是以火山岩为唯一原料经过高温熔融拉制成的比头发丝还要细7倍乃至10倍的几万米不断头的连续纤维,属于无机非金属材料,是一种新型的高技术纤维。将火山岩纤维用于高层建筑保温主要有4大理由:1.这是由火山岩纤维自身的特性决定的。由火山岩纤维为原料制成的保温板达到了节能与防火的高度和谐统一;它不燃,且导热系数低(≦0.036W/m·k)、抗拉强度高(>350KPa),是有机保温材料的几倍、是岩棉的十倍,这可以确保高层建筑使用绿色、低碳的新材料。2.它与建筑同寿命、耐候性好、吸湿率低、性价比很高。3.GBF防火保温板是对传统保温材料的彻底颠覆和创新,在全世界是独一无二的“与众不同”的新型建筑保温材料,代表着高端建筑的典范。GBF防火保温板拥有完全的自主知识产权,是“中国创造”(发明专利申请公开号:CN102817415A);迄今为止,还没有哪一个国家用纯火山岩纤维和独特的板型结构制成这样的建筑保温材料。4.我国掌握了独一无二的全电熔火山岩熔融拉丝技术,因此,无论是工艺技术、装备、还是火山岩原料等对外依存度均为零,可以大规模生产,且单位生产、成本也会随着规模化的生产而不断降低。总而言之,从20057月这个国家863计划项目完成验收为标志,我国不仅打破了由乌克兰、俄罗斯长期垄断该生产技术的历史,而且还掌握了许多世界领先的自主可控的工业化生产技术,因此,我国高层建筑保温要利用火山岩纤维这一新材料,大胆走出一条有中国特色的自主创新道路。

  “火山岩连续纤维不是岩棉,也不是一般意义上的矿物纤维”。

  记者:你说的火山岩纤维与岩棉有什么不同呢?

  胡显奇:我指的火山岩纤维就是连续玄武岩纤维,它与岩棉完全不同,也不是一般意义上的矿物纤维,概括起来有五大不同:一是性能不同。酸度系数Mk=(SiO2+Al2O3)/(CaO+MgO)是衡量矿物纤维性能的综合指标,酸度系数越高、力学性能越高、化学稳定性越好、保温性能也越好;一般岩棉的酸度系数我国国家标准规定应不小于1.6;而火山岩纤维达到6.5以上,是岩棉的4倍。二是原料成分不同。火山岩纤维是用100%纯天然的火山岩为唯一原料制成的,其中硅铝含量较高,主要起耐烧蚀、隔热作用的氧化铁含量超过7%以上,熔体呈深褐色;而岩棉是由一部分玄武岩和矿碴等低熔点成分配制而成的,氧化铁含量几乎不到1%。三是生产工艺和环保性不同。火山岩纤维经过铂铑合金拉丝漏板连续几万米拉制而成,生产工艺清洁环保且节能,由于其生产工艺路线很短,单位能耗是所有高技术纤维中最低的;而岩棉常采用能耗较大的冲天炉以离心法甩制而成,纤维直径低于5微米,且既细又短(仅几毫米长)。四是外观不同。火山岩纤维没有任何的渣球含量,颜色呈金褐色;岩棉颜色较浅,呈灰白色或浅黄色。五是科技创新不同。我国的火山岩纤维拥有完全的自主知识产权,尤其是在全电熔玄武岩熔融拉丝的清洁生产技术方面处于世界领先地位;而岩棉的生产技术在国外已经有150年的发展历史。

  “GBF防火保温板与传统的有机和无机保温材料相比具有三大亮点”。

  记者:你们开发成功的GBF防火保温板有哪些亮点?如果我国的高楼大厦和公共建筑采用这一新产品都会有哪一些好处呢?

  胡显奇:GBF防火保温板与传统的有机和无机保温材料相比具有三大亮点:首先,自主创新。GBF板使用的纯天然火山岩纤维是国防军工的战略性新材料,是国家863计划成果。因此,除我国外,世界上目前还没有哪一个国家将该新材料用于建筑保温。

  其次,设计独特。GBF板是由纯天然的火山岩纤维制成的,产品的设计思想遵循“同根同源、相生相克、万物相克、道法天成”的世界观和五行学说的哲理。GBF防火保温板是迄今为止,全球完美的“鱼与熊掌兼得”的高科技保温材料。它既有高效的节能保温效果,又有防火不燃的安全特性,具有传统保温材料所无法比拟的全面优势。

  再是,性能全面。它在建筑保温上具有“与众不同”的优势和性能,对我国的高楼大厦和公共建筑将带来如下好处:既防火又保温、握裹力强(可随意钻孔锚钉);使施工更为简便、效率更高、抗负风压能力强、尺寸稳定性极好;GBF板不变形、不分层,具有纵横交错的网状结构,因此,不会产生收缩变形和温差变形,同时还具有吸音、降噪、抗辐射等优点;让居住在建筑内的人更加舒适、安全;耐久性强,建筑寿命长是有机保温材料的20倍以上,可以与建筑物同寿命,不像有机材料那样经过15年~20年的时间需要重新更换墙体保温材料;具有干湿自调节功能,GBF板本身有很多“微孔”结构,由于GBF纤维自身不吸水,加之GBF板特殊的立体网状结构,因此,遇水不膨胀,具有水分自挥发、自干燥、自调节的特点,GBF纤维吸湿性:<1%,与水膨胀率:<1%;绿色环保,GBF板由天然的火山岩纤维制成,是典型的绿色材料,具有很好的FST特性,不燃烧、不生烟、无毒。

  因此,我们完全可以自信地说,GBF防火保温板具有“高安全、高科技、高寿命、高性能、高质量、高性价比”等“六高”特点,是建筑保温板的高端产品,也是我国高楼大厦、公共建筑、高端建筑集节能与防火材料的最佳选择。

  记者:除了GBF防火保温板外,你们还开发成功了另外一种以岩棉条为芯材的GBF复合板,这一种复合板与普通的岩棉板相比有何优势和特点?

  胡显奇:岩棉板是一种传统材料。虽然阻燃,但是由于自身存在的一些缺陷一直未在建筑保温领域得到大面积推广应用。在上海“11·15”特大火灾事故之前,岩棉板在外墙保温材料市场占有的份额几乎为零。因为传统的岩棉板有三大严重缺陷:一是不环保。岩棉容易使人的皮肤刺痒而感到不适,且有令人讨厌的容易被吸入人肺的PM2.5PM10“微粒”。二是易吸水膨胀。传统的岩棉受其纤维纤细和岩棉板成型结构的影响,遇水容易膨胀,导致导热系数骤然升高,保温性能急剧下降,且吸水增重后易下坠;传统的岩棉板薄抹灰时,容易开裂。三是力学性能低。传统的岩棉板的纤维是与墙面平行的,国家标准规定的拉伸强度应≥15KPa,因此,不能加贴瓷砖。

  GBF复合板是一种三明治结构的设计,看似简单,但是奇妙无比。它上下两面是厚度为3毫米4毫米GBF防火保温板,芯材由岩棉条镶嵌而成,面板与芯材之间用特殊黏合剂黏结而成。虽然GBF复合板的芯材也是岩棉,但是这种三明治结构的复合板恰到好处地弥补了传统岩棉板的缺陷。GBF复合板与岩棉板相比至少有五大优势:1.力学性能高。将岩棉条的纤维是垂直于墙面,这比普通的纤维平行于墙面的岩棉板高出4倍左右,此外,用特殊的黏结剂将上下两张面板与镶嵌的岩棉条紧紧的黏结在一起,进一步提高了这种三明治结构的拉伸强度和抗压缩强度,适合于在其表面加贴瓷砖。2.遇水不膨胀。该复合板由防水的GBF薄板作屏障,有效地抵御了雨水对岩棉的侵蚀。3.环保不刺痒。GBF板像盔甲一样将岩棉中易散落的微粒作了有效的屏蔽保护。4.板平整不翘。GBF板平整且美观,既保持了尺寸的稳定性,又提高了安装的施工效率。5.性价比更高。该复合板三明治结构的设计看似简洁却奇妙无穷,既弥补了岩棉板固有的缺陷,又发挥了独特的优势,适用于高层民用建筑、幕墙工程、公共建筑及其他绿色建筑。不仅适合于龙骨干挂系统,也适合于薄抹灰砂浆系统的外墙保温。

  记者:你是“863计划”该项目的首席专家,能否扼要介绍一下我国在火山岩纤维产业方面的战略布局?

  胡显奇:火山岩纤维,即连续玄武岩纤维作为新型高技术纤维已经切切实实地上升到了国家发展战略,我所掌握的实际情况有:1.2002年将“玄武岩连续纤维及其复合材料”的研发列入国家863计划,并于2005年在上海完成了现场验收,标志着我国由此打破了乌克兰、俄罗斯对该生产技术的垄断;2.2011年,国家发改委又明确将其列为战略性新兴产业,并列入《产业结构调整指导目录(2011年本)》;3.201111月,国家发改委又将横店集团与东南大学的研发中心授牌为“玄武岩纤维生产技术和应用国家地方联合工程研究中心”;4.20122月,工信部会同发改委、科技部、财政部等有关部门和单位发布的《新材料产业“十二五”发展规划》将其列入国家新材料产业“十二五”发展重点,明确指出“要大力发展连续玄武岩纤维”;5.科技部将玄武岩纤维产业化关键技术研究列为国家科技支撑课题;国防军工连续10年开展了有关基础研究和应用研究;6.在我国所有的高技术纤维中,率先成立了“中国化学纤维工业协会玄武岩纤维分会”;7.我国已经颁布了有关玄武岩纤维及其复合材料方面的3个国家标准和4个交通部的产品标准;8.经国务院关税税则委员会审议,并报国务院批准,自201311日起,我国将对进出口关税进行部分调整。其中增列“玄武岩纤维及其制品”税号为6815.9940,其税率与“碳纤维及其制品”一样,其中最惠国税率同为17.5%。至此,我国已经基本完成了对玄武岩纤维产业的战略布局。

  记者:你刚才已经比较系统地阐述了火山岩纤维在高层建筑上的自主创新,而且在你的有关文章中非常新颖地提出了“火山岩纤维是战略性的创新材料”这一论述,你能否具体谈谈这一观点,以及我国火山岩纤维产业的发展前景和发展机遇?

  胡显奇:我曾写过好几篇文章,最近一篇文章是发表于201212月底第6期《高科技纤维与应用杂志》上的《我国连续玄武岩纤维产业的特征及可持续发展》。此外,《纺织科学研究》杂志也同期刊登了我的有关文章。我认为,所谓战略性是指涉及全局的、举足轻重的、不是局部的、也不是地区性的,更不是少数企业的事情。战略性创新材料必须具备的五个特征:一是关乎国家安全战略和国家经济发展战略,对国防建设和国民经济发展具有重要支撑及促进作用的新材料;二是制造该新材料的技术自主可控;三是该新材料的创新代表世界技术革命和产业革命的方向,具有世界的先进性;四是符合绿色低碳可持续发展的要求;五是原料来源于本国自给且充沛不受外国控制。按照这五大特征,显而易见,火山岩纤维无疑是战略性的创新材料。

  我国对这个产业不是发展不发展的问题,而是如何更好更快发展的问题。因为它完全不同于玻璃纤维产业,这是一个新资源产业、绿色新材料产业,更重要的是,它是符合我国国情的具有自主知识产权的完全有可能首先在全球做大做强的新型高技术纤维产业。我国人均资源的占有量低于世界平均水平;经济的快速发展越来越受到资源与环境的影响,因此,我国如何走一条绿色、低碳、可持续发展的路子,是我国的国情所需,是世界潮流的必然发展趋势。抢占玄武岩纤维产业的技术高地,理所当然是一个战略抉择。就国内外这个产业的发展现状看,我国优于国外,但是,千万不能盲目乐观和松懈。当务之急,是要突破大漏板拉丝技术和电熔炉池窑技术的一系列瓶颈。

  目前,我们的1200孔漏板拉丝技术已经研发成功!现在在国家科技部和国防科工局分别有关“十二五”科技计划的大力支持下,将要很快开展和完成2400孔大漏板拉丝技术的研发,并正在朝着自主创新的全电熔池窑技术方向发展。只要我们自主掌握这一产业的核心技术,我们就有可能引领世界火山岩纤维产业的发展,这是一个“中国梦”,也是一个大国应尽的义务和责任,对世界新资源经济的发展也是一大贡献。

 

 

原文链接:www.cbmd.cn/jsh/info-1407.html

 

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