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    气凝胶——解决“节能”与“消防”矛盾的关键性材料

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    气凝胶——解决“节能”与“消防”矛盾的关键性材料

    发布日期:2017-07-12 作者: 点击:

    两会期间,绿色发展、节能减排成为最受的关注话题之一。对建材行业的未来发展,代表委员们说得最多的一句话就是:“绿色发展是大势所趋?!笨梢运?,在绿色发展上升为国家战略的今天,建材行业的节能减排是我国实现可持续发展目标的重中之重。

    众所周知,目前我国仍是能源消耗较大的国家,而能源消耗中建筑能耗占绝大部分,提高建筑节能效果的重要实现方式是采用具有高效保温性能的墙体材料。但是,如果没有保温性能好的A级防火材料,节能标准越高,所带来的安全隐患也就越多。

    然而,从目前我国广泛应用的保温材料来看,仍然普遍存在防火性能差的问题。这使“建筑节能”与“消防安全”变得似“鱼和熊掌”,难以兼得。然而,这并不意味着无法同时实现建筑节能的目标与防火安全的保证。只是目前,兼顾节能与消防双重标准的产品因价格问题难以获得市场认可并推广应用,这也就酿成了两个恶果:一是实际选材中,建筑节能“让位”生命安全;二是为消防过关而牺牲节能效果,使得建筑在后期能耗居高不下。

    要彻底解决这一问题,就要加大力度研发和推广可替代性产品,解决节能和消防安全的冲突问题,并从根本上清除城市发展过程中的巨大安全隐患。

    事实上,气凝胶正是解决“节能”与“消防”矛盾的关键性材料。它是一种纳米级多孔材料,是世界上最轻的固体材料,同时具备保温效果好、A级防火、高疏水等优越特点。然而,气凝胶的产业化之路也是刚刚起步,亟需整个行业的重点关注与协同支持。

    建筑保温节能之重

    节能减排是我国政府近年来的工作重心之一。建筑业一直是高能耗、高排放的大户,我国的建筑能耗已占到社会总能耗的27%。目前,我国要求所有新建建筑必须严格执行节能50%的标准。

    然而,虽然明确制定了建筑节能减排的目标,但是这些目标具体应该依托哪些产品与技术实现呢?

    山东建筑大学教授孟扬曾说:“有了保温层就像是给建筑物穿上一件棉衣,可以大大降低能耗,因此楼体的外墙保温层是建筑施工的必备环节?!本萃臣?,高效的节能材料每使用1吨,就能节省3吨标准煤用量。同时,还可以减少排放1吨二氧化碳、粉尘和二氧化硫。


    可以说,高效的保温节能材料正是实现我国建筑节能目标的关键。今年两会对建筑节能的高度要求,也给高效、安全、绿色的保温材料带来了历史性机遇。

    据统计,随着我国建筑节能的推进,新建建筑95%以上设计采用了围护结构保温系统,其中外墙外保温技术应用尤其广泛。

    然而,国内真正具备系统的墙体保温技术的企业却不多。尽管经过20余年的推广应用,外墙外保温技术在国内应用越来越成熟,但在实际工程中也出现了许多工程质量问题,如外墙开裂、空鼓、脱落、结露、火灾隐患等。

    保温行业亟待创新突破

    数据显示,我国每年新增建筑达到12亿平方米,而这12亿平方米的增加值里,60%需要外墙防火保温,以130元/平方米~150元/平方米的造价推算,每年将近5000亿元市场份额。这是一个广阔无比的新兴市场。

    美国弗里多尼亚集团出台了一份关于我国建筑产业的报告《中国建筑保温市场》,其中指出我国保温材料的需求将以每年9%的速率增长。

    然而,虽然市场广阔,外墙保温材料的企业却如过江之鲫,量多而个小,于是,造成市场出现各种乱象,开裂、脱落、渗水、烟毒……更因为规模小底子薄,无法进行专业化技术化的研究,只能从事简单的有机材料生产加工,更不要说燃烧性能达到A级标准了。

    目前市场现有保温材料主要有聚苯乙烯泡沫塑料、挤塑板、聚氨酯板材、酚醛板、发泡水泥和矿物棉等。有机保温材料防火性能差,已被国家明文限制其应用范围和应用条件;传统无机保温材料导热系数较高,吸水性强,自重大,节能效果比较不理想??杉?,现有保温材料市场的产品亟待进行产业结构调整和产业升级。

    革命性材料——气凝胶

    事实上,性能优异的替代性材料大有存在,然而只是种种阻碍导致其市场应用面临重大困难。例如,气凝胶材料作为一种新型的革命性保温材料,性能优异、应用前景广泛,但产业化在国内刚刚起步,仍有诸多方面需要完善,其高昂的成本和产业化工艺难题是限制市场应用的关键难题。

    据介绍,SiO2气凝胶位于国外媒体评选的“十大未来材料”之首,被誉为“革命性的新材料”。其符合我国新材料产业政策和建筑节能、工业节能政策,有广泛的发展和应用前景。SiO2气凝胶材料属于前沿领域的新材料,目前主要应用在航天、军工领域,由于其独特的保温隔热性能,其在工业领域的应用被称为革命性方案。与传统的保温材料相比,其防火效果好,导热系数低,能显著降低物料消耗,实现较高的节能环保效应。根据新疆克拉玛依油田工程的气凝胶材料应用情况,气凝胶材料与硅酸盐保温材料相比,可以实现节能34.6%;辽宁辽河油田的工程应用中,气凝胶材料与复合硅酸盐保温材料相比,散热损失减少38.5%。因此,开发新型的SiO2气凝胶材料,有助于推动保温材料产业结构调整和产业升级。

    气凝胶产业化需多方助力

    当前我国的气凝胶行业还处于产业化和市场应用培育阶段。2014年和2015年,国家发改委连续两年将气凝胶材料列为《国家重点节能低碳技术推广目录》,开始了对气凝胶材料的初步推广应用。然而,气凝胶的推广效果却并不尽如人意。建筑节能市场相对混乱,产品种类繁多、质量参差不齐、标准难以统一、检验检测难度较大等固有问题,使气凝胶这种关键性新材料在产业化应用方面依然收效甚微。

    西南证券股份有限公司党委书记廖庆轩在两会期间接受采访时表示,在新型环保材料的推广过程中,第一要有新产品不断引领产业发展、引导消费浪潮。第二则需要政策引导,在推广新型保温材料时,政府倡导使用节能产品、环保材料,并出台相关的节能和安全标准,也会对这种产品进行较好推广。行业标准、政策扶植、财政补贴,以及产品制造企业的技术创新和新产品研发是推广新型保温材料,并让社会接受并认可的前提。

    的确,气凝胶等关键性材料产业化与应用只有通过工信部等多部门联动和地方政府部门具体指导,气凝胶相关企业、高等院校、科研院所积极配合,成立行业协会,推进气凝胶产业化技术成果转化和高能耗领域的工程应用,在技术和应用领域率先突破,才能真正实现产业化。

    对此,北京建工新型建材有限责任公司新材研究院副院长任富建在两会期间呼吁,为了实现建筑节能目标,保证城市安全,应大力支持气凝胶材料发展,推动气凝胶材料在我国的广泛应用。通过搭建“政—产—研—用”的联动平台、出台政府扶持政策、推进节能工程改造、培育和扶持行业龙头企业等,让我国气凝胶产业走向国际竞争的舞台。

    节能减排是当今世界面临的难题,气凝胶是工业领域节能降耗的革命性方案。只有着眼全球,系统规范气凝胶行业和布局,才能将火灾防范未然,实现节能减排目标,为人民营造一个安全舒适的生活环境,将“创新、协调、绿色、开放、共享”五大发展理念切实落实到国家城镇化建设中来。


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