建筑设备新材料综述
学院：市政学院 班级：1126101班
姓名：曹勐 学号：1112610124
建筑、结构和建筑设备等几部分完善的构成了现代的一般建筑。建筑设备能充分发挥建筑物的使用功能，为人们提供卫生舒适和方便的生活与工作环境；为提高生产工作效率与产品质量，提供必要的环境保障条件；以及建筑消防在保护人民生命财产、经济建设安全等方面，都起着重要的作用。它是现代化建筑的主要组成部分，其设置的完善程度和技术水平，已经成为社会生产、房屋建筑和物质生活水平的重要标志。
随着我国经济的快速发展，建筑行业越来越发达，建筑物也越来越多，建筑设备则是其中至关重要的一部分，同时建筑设备耗费大量能源和占有很大一部分投资，为了使建筑更加节能、经济，更加高效的为人们服务，新型材料在建筑设备中的运用将更好的实现这些目标，因为新材料有着很好的性能和经济性，还具有优秀的节能效果。下面将具体介绍一些建筑设备中常用的新材料。 1.管材
1.1建筑给水排水工程中使用的管材
（1）硬质聚氯乙烯管，它具有以下特征。①耐化学腐蚀性好，不生锈。②具有自熄性和阻燃性。③耐老化性好，可在-15~60C之间使用30—50年。④电性能良好，体积电阻1~3X1015Ω·cm，击穿电压23—28kV/mm。⑤内壁光滑，内壁表面张力小，很难形成水垢，流体输送能力比铸铁管高43.7%。⑥比钢管、铁管轻，很容易扩口、粘接、弯曲，安装工作量仅为钢管的1/2。⑦UPVC管的韧性低，线膨胀系数大，使用温度范围窄。
（2)高密度聚乙烯管，它的制作材料是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。它具有良好的耐热性和耐寒性，化学稳定性好，还具有较高的刚性和韧性，机械强度好。介电性能，耐环境应力开裂性亦较好。熔化温度220~260℃。对于分子较大的材料，建议熔化温度范围在200~250℃之间。耐磨性、电绝缘性、韧性及耐寒性均较好，化学稳定性好，在室温条件下，不溶于任何有机溶剂，耐酸、碱和各种盐类的腐蚀；薄膜对水蒸气和空气的渗透性小、吸水性低；但是其抗老化性差，所以，制作时在树脂中加入抗氧剂和紫外线吸收剂等来提高改善这方面的不足。
（3）玻璃钢管也称玻璃纤维缠绕夹砂管（RPM管）。主要以玻璃纤维及其制品为增强材料，以高分子成分的不饱和聚脂树脂、环氧树脂等为基体材料，以石英砂及碳酸钙等无机非金属颗粒材料为填料作为主要原料。管的标准有效长度为6m和12m，其制作方法有定长缠绕工艺、离心浇铸工艺以及连续缠绕工艺三种。可根据产品的工艺方法、压力等级PN和刚度等级SN进行分级分类。它具有以下特征：.耐腐蚀性能好；抗老化性能和耐热性能好；抗冻性能好；重量轻、强度高、运输方便；水力条件好；维护成本低；摩擦阻力小输送能力高。
（4）涂塑复合管材，就是采用涂塑技术对钢质管道进行防腐工艺处理的新型管材。这项涂塑复合管材技术最早源于德国，凭借其卓越的性能和较高的性价比，很快进入了欧洲其他国家、美国和日本。经过几十年的安全运行，涂塑复合管材在发达国家和地区的使用率，现已高达90%。以直缝焊接钢管、螺旋焊管或无缝钢管为基管，以改性食品级环氧树脂粉末（简称EP）和聚乙烯（简称PE）塑料粉末为涂层材料，在其内、外管壁表面上，均匀涂敷上一层抗氧化重防腐塑料，
使其既具备了钢质管材的强度，又具有了塑料管材的耐腐蚀性和卫生条件，将两种管材的优点集于一身。EP涂层对钢管有极强的附着力，适应温度在-20 ～ 120°C之间；EP涂层坚韧耐磨，耐冲击，抗弯曲性优良，不缩径；EP涂层还具有良好的耐化学品性，耐热性强，产品性价高。 PE涂层同样对钢管有极强的附着力，适用于-20～60°C的工作环境；PE涂层强度高、耐冲击性能好，低温性能好，耐环境适应能力强，防开裂性优越。它具有以下特征：良好的抗腐蚀性能和耐候性能；优良的机械强度；良好的卫生性能； 流体阻力小；寿命长。
1.2通风空调中使用的风管管材
（1）橡塑绝热保温管材，采用丁腈橡胶、聚氯乙烯为主要原料，配各种辅助材料，经特殊工艺发泡而成的软质绝热保温节能材料。这种材料为闭孔弹性材料，具有柔软耐挠屈、耐寒、耐热、阻燃、防水、导热系数低、减震、吸声等性能，其闭孔式发泡式结构渗透性极小，渗和外表美观、没有污染等特点，被广泛应用于空调、化工、医药、汽车等行业的各类冷热介质管道保温。橡塑产品总体性能如下。①导热系数低。平均温度为0℃时，该材料导热系数为0.034Wm.K，由于其表面放热系数高，因此在相同外界条件下厚度可比其他保温材料薄一半，从而可节省楼层吊顶以上的空间。②阻燃、耐热性能好。该材料中含有大量阻燃减烟原料，燃烧时产生的烟浓度极低，且遇火不会熔化，具有自熄灭特性。该材料氧指数为36，比聚乙烯高一个级别（B1级），且橡塑保温耐热性能好。③安装方便、外形美观。橡塑材料富柔软性，安装简易方便，易于施工成型。管道安装时可用管材套上后一起安装，亦可将管材纵向切开后用专用胶水粘合。橡塑外表面光滑平整，管道保温施工后外型美观。④该绝热材料具有很高的弹性，因而最大限度地减少了管道在使用过程中的振动和共振。⑤不腐蚀金属管材。⑥材料密度小，具有一定的空隙率。⑦吸水率低（不大于10％)。⑧综合成本相对低廉。 (2)聚氨酯直埋保温管,保温层材料为密度60kg/m3至80kg/m3的硬质聚氨酯泡沫，充分添满钢管与套管之间的间隙，并具有一定的粘接强度，使钢管、外套管及保温层三者之间形成一个牢固的整体。聚氨酯直埋保温管泡沫具有良好的机械性能和绝热性能，通常情况下可耐温120℃通过改性或与其它隔热材料组合可耐温180℃。①聚氨酯保温钢管工作钢管：根据输送介质的技术要求分别采用有缝钢管、无缝钢管、双面埋弧螺旋焊接钢管。②聚氨酯保温钢管保温层：采用硬质聚氨酯泡沫塑料。③聚氨酯保温钢管保护壳：采用高密度聚乙烯或玻璃钢。④聚氨酯保温钢管渗漏报警线：制造高温预制直埋保温管时，在靠近钢管的保温层中，埋设有报警线，一旦管道某处发生渗漏，通过警报线的传导，便可在专用检测仪表上报警并显示出漏水的准确位置和渗漏程度的大小，以便通知检修人员迅速处理漏水的管段，保证热网安全运行。具有如下特征：直埋敷设，不许地沟，减小工程量；热损耗低，节约能源；防腐，绝缘性能好，运用寿命长；降低工程造价；安全。
（3）新型超级风管(复合玻纤板风管)，它是近年最新的风管管材，以容重kg/m3、厚度25mm的离心玻纤板为基材，内复玻璃丝布，喷胶处理，外复防潮铝箔粘结，符合《中华人民共和国建材工业行业标准》JC/T591—1995复合玻纤板风管标准。该产品具有消声、保温、防火、防潮、漏风量小、经济适用等优点，材质轻，搬运吊装容易，现场修改方便、易施工，组装便捷，需密封的连接点少．节省安装空间，热效高，操作安静，工作寿命长，性能价格比最优，综合造价低，
但要防止被水长期浸泡及施工中人为破坏。 它具有优秀的消声性能，绝热性能，防火性能，防潮性能；漏风量小；强度大，重量轻，摩擦阻力小；使用寿命长；施工安装简便的特征。 2绝热材料
（1）微孔硅酸钙，是一种新型保温材料，它具有容重轻导热系数低、抗折、抗压强度高、耐热性好、无毒不燃、可锯切、易加工、不腐蚀管道和设备等优点，是目前最受电力、石油、化工、冶金等部门欢迎的新型硬质保温材料。微孔硅酸钙制品由硬钙石型水化物，增强纤维等原料混合，经模压高温蒸氧工艺制成瓦块或板；产品具有耐热度高。绝热性能好，强度高、耐久性好、无腐蚀、无污染等优点。特别近几年城市集中供热采用的地下直埋管道工艺，选用硅酸铝、硅酸钙、聚氨酯复合保温；增加了保温材料的性能，提高了管道的使用寿命。减少了地上附着物，增加了城市美化。
（2）酚醛树脂泡沫保温材料，酚醛泡沫素有“保温材料之王”的美称，是新一代保温防火隔音材料。酚醛泡沫还是国际上公认的建筑行列中最有发展前途的一种新型保温材料。因为，这种新材料与通常的高分子树脂依靠加入阻燃剂得到的材料有本质的不同，在火中不燃烧，不熔化，也不会散发有毒烟雾，并具有质轻、无毒、无腐蚀、保温、节能、隔音、价廉等优点，且不用氟利昂发泡，无环境污染、加工性好 、施工方便，其综合性能是目前各种保温材料无法比拟的。通用于宾馆、公寓、医院等高级和高层建筑空调系统的保温(的高级建筑空调系统近年来已多数改用酚醛泡沫材料)。对冷藏、冷库的保冷以及用于石油化工等工业管道和设备的保温、建筑隔墙 、外墙复合板、吊顶天花板、吸音板等有无可争议的综合优势,解决了其它有机材料防火性能不理想，而无机材料吸水率大、容易“ 结露”、施工时皮肤刺痒等问题，是空调系各种电器的第三代最佳保温材料。
（3）离心玻璃绵，离心玻璃棉是将处于熔融状态的玻璃用离心喷吹法工艺进行纤维化喷涂热固性树脂制成的丝状材料，再经过热固化深加工处理，可制成具有多种用途的系列产品。离心玻璃棉内部纤维蓬松交错，存在大量微小的孔隙，有着良好的绝热性能。这种材料不燃烧,抗化学腐蚀性能较好,但要避免与碱类、氧化剂、苯胺接触;抗老化能力强;可制成套管、平板、卷毯,施工方便,但不易黏结。此材料保温性能良好,防火、吸声性能好,施工方便,适用于各种管道、设备保温。
（4）聚苯乙烯泡沫塑料，聚苯乙烯泡沫塑料是以聚苯乙烯树脂为主体，加入发泡剂等添加剂制成，该材料可燃，加阻燃剂后离开火2s即可自熄，烟浓、有毒,滴落物可使火势蔓延；抗腐蚀能力一般，用有机胶类黏结会萎缩变形；抗老化能力一般，用紫外线照射200h后老化；工艺性能与聚乙烯泡沫塑料一样。适用范围：该保温材料具有保温性能好、施工方便等优点，缺点是不耐高温，故适用于70℃以下的管道、设备保温。 3防腐材料
（1）100%固体含量聚氨酯防腐涂料，100%固体含量聚氨酯涂料是由多异氰酸酯溶液和多元醇溶液通过化学反应在被防腐界面上形成聚氨酯涂层，该过程是迅速的、放热的化学聚合反应过程。所谓100%固体含量是指涂料不用任何溶剂溶解、携走或减少任何涂料树脂，换句话说，就是树脂正常情况下仍为液体状态，涂敷后100%转换成固体涂层。100%固体含量聚氨酯防腐涂料的性能突出，主要体现在以下方面：. 涂料固化速度快，施工便捷，喷涂效率高；温度适应性强；
涂料不含有机挥发物，不含胺、煤焦油、异氰酸盐单体等有害物质，不含可燃物；使用寿命长。目前该防腐材料在建筑设备中一般用于给水排水中。
（2）CH-808管道防腐材料是由半预聚体、氨基聚醚扩链剂、颜填料等原料现场喷涂成型的环保型聚脲弹性体。该技术具有强度高、性能好、施工快捷等优点，是传统施工技术的一次性飞跃，是目前国际上最先进的施工技术之一。被称为“第三代”聚脲材料。它具有以下优点。①固化速度快，立面、顶面连续喷涂不流挂 。②对湿气、温度不敏感，热稳定性好。③优良的防腐性能，能经受绝大多数化学介质的侵蚀。④优良的物理性能，对金属底材均具有良好的附着力。⑤100%固含量，无VOC，无污染，对环境友好。 ⑥涂层无接缝，外表光顺。CH-808管道防腐材料主要用于架空管及直埋管、市政污水管、煤气管道等。 （3）纳米改性材料涂层，纳米技术是近年来出现的一门新兴技术,它带来了材料科学领域的重大。由于腐蚀防护所涉及的表面材料的性质由微观结构所决定,纳米技术的出现与应用无疑将给腐蚀控制技术的发展带来巨大的机遇。研究表明,利用纳米技术对有机涂层防腐材料进行改性,可有效提高其综合性能,特别是增加材料的机械强度、硬度、附着力,提高耐光性、耐老化性、耐候性等。例如TiO2、SiO2、ZnO、Fe2O3等纳米粒子对紫外线有散射作用,加入这样的纳米材料可有效增强材料的抗紫外线能力,使耐老化性显著提高。通过向材料中加入一些颗粒很小的纳米粒子,能增加材料的密封性,达到更好的防水、防腐效果。对于无机涂层材料,如对其结构进行纳米化,也能达到明显改善其塑性、韧性的作用。 （4）无机非金属防腐层，现在的无机非金属防腐层主要有陶瓷涂层、搪瓷涂层和玻璃涂层。陶瓷涂层具有高化学稳定性,耐腐蚀、耐氧化、耐高温,目前已有蔓延高温合成、热喷涂、化学反应法等较成熟的制备方法。搪瓷涂层具有极强的耐腐蚀性能,用它对钢制管道进行防腐将会使防腐水平得到极大提高。俄罗斯20世纪80年代已开始生产搪瓷管道[5],我国在该方面的研究才刚刚起步,只有西安人民搪瓷厂等少数企业引进、开发了搪瓷管道生产技术。玻璃涂层致密性、耐蚀性、耐磨性优异,涂层表面光滑,作为内涂层可起到减阻作用。我国的北京伟业科技发展有限公司最新开发出一种制备玻璃涂层的“热喷玻璃(釉)防腐技术”,它通过一定的工艺技术,在金属管道内外壁上形成玻璃与金属的复合无机防腐涂层,玻璃釉料可根据防腐性能的要求、金属膨胀系数和工艺特点的不同进行配置,能应用于给排水、化工、石油、天然气管道等诸多领域。其突出特点有:生产工艺先进,永不老化,使用安全,耐腐蚀性能优越,内减阻及耐磨性、流动性好,耐候性强(使用温度范围在-50～300℃),无毒、无害、无污染,造价低廉,施工规范,用途广泛等。
（5）液态聚氨酯防腐涂料，这种涂料属于双组分,一个是多元醇化合物,一个是异氰酸酯溶液,黏度用低相对分子质量树脂调节。它不含任何挥发性溶剂,通常处于液态,两个组分混合后全部转化为固体厚膜型涂料,可涂刷、浇注、喷涂,一次成膜,膜厚不小于112mm。该防腐涂料性能优越,可以满足任何地质状况、输送条件及环境腐蚀的要求,施工性能好,抗装卸运输过程中的损伤。硬度高达HS(D)80～86,具有优异的耐磨性能,耐划伤、耐拖拉性能好,有一定韧性。抗阴极剥离性能强,有一定的吸水率,年久失效后仍能够导通阴极保护电流,避免阴极屏蔽作用,管体仍能得到阴极电流的保护。低温(0℃)快速固化,可配成弹性体或刚性体,既能与熔结环氧粉末粘结,也能与三层聚乙烯粘结,化学稳定性好,抗紫外线,最高使用温度可达109℃,寿命可达50年,成本低。
参考文献:
1卢少忠，卢晓晔，胡淑芬.塑料管道工程.北京：中国建材工业出版社，2004 2朱长纯,王琪琨,但亚平等.西安交通大学学报,1999,33(11):100～101 3贾志杰,马仁志,梁吉等.新型碳材料,1998,13(2):16～20
