摘 要：本文首先簡(jiǎn)要介紹了酚醛泡沫材料的特性，然后詳細(xì)說(shuō)明了酚醛復(fù)合風(fēng)管的各項(xiàng)性能技術(shù)參數(shù)，并將酚醛復(fù)合風(fēng)管與其他幾種常見(jiàn)空調(diào)風(fēng)管的性能進(jìn)行了全面比較。比較結(jié)果表明酚醛復(fù)合風(fēng)管具有非常廣闊的市場(chǎng)前途。
隨著現(xiàn)代城市建筑中應(yīng)用中央空調(diào)系統(tǒng)采暖降溫越來(lái)越普遍，通風(fēng)管道的風(fēng)管材料用量也在逐年增加。根據(jù) 2003 年中國(guó)暖通協(xié)會(huì)最新調(diào)查，我國(guó)中央空調(diào)風(fēng)管年需量在 8000 萬(wàn)平方米以上，且目前每年以 15%~20% 的速度增長(zhǎng)，到 2004 年將突破 1 億平方米。概括而言，風(fēng)管材料的選材大約分為三大類：前兩類一為傳統(tǒng)的鍍鋅鐵板 + 保溫層，二是無(wú)機(jī)玻璃風(fēng)管，第三大類為近幾年崛起的復(fù)合型輕質(zhì)保溫風(fēng)管，該類產(chǎn)品又分為酚醛、聚氨脂，聚苯乙稀、玻璃纖維等幾類 [1~2] ，其中，尤以酚醛類產(chǎn)品最受市場(chǎng)青睞。
1 酚醛泡沫材料簡(jiǎn)介
酚醛樹(shù)脂是世界上最早工業(yè)化的塑料產(chǎn)品，而酚醛泡沫塑料則是近幾十年來(lái)剛剛開(kāi)發(fā)成功的品種。酚醛泡沫塑料被稱為“保溫之王”，早期應(yīng)用于導(dǎo)彈及火箭頭的保溫，它在美國(guó)、英國(guó)、日本等一些發(fā)達(dá)國(guó)家已成為塑料中發(fā)展最快的品種，消費(fèi)量迅速增加，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。我國(guó)于 20 世紀(jì) 80 年代中期開(kāi)始起步研發(fā)，北京化工大學(xué)、濟(jì)南大學(xué)、中國(guó)船舶重工七二五所等科研單位在基礎(chǔ)研究方面進(jìn)行了卓有成效的工作，掌握了酚醛泡沫的配方和加工工藝，基本上具備了全面國(guó)產(chǎn)化的能力，為這一新材料的推廣應(yīng)用和大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
用于生產(chǎn)酚醛泡沫的樹(shù)脂有兩種：熱塑性樹(shù)脂及熱固性樹(shù)脂，由于熱固性樹(shù)脂工藝性能良好，可以連續(xù)生產(chǎn)酚醛泡沫，制品性能較佳，故酚醛泡沫材料大多采用熱固性樹(shù)脂。酚醛泡沫材料具有以下特性 [3] ：
?。?1 ）不燃性：酚醛泡沫材料是由阻燃樹(shù)脂和固化劑、不燃填料組成。無(wú)需加入任何阻燃填加劑，阻燃等級(jí)為難燃 B1 級(jí)。添加無(wú)機(jī)填料的高密度酚醛泡沫氧指數(shù)可達(dá) 70 。 100 mm 酚醛泡沫抗火焰能力可達(dá) 1 小時(shí)以上而不被穿透。
?。?2 ）導(dǎo)熱系數(shù)：泡沫塑料的傳熱方式有氣相和聚合物相的熱傳導(dǎo)、氣相中的對(duì)流、泡孔壁的熱輻射三種。酚醛泡沫的導(dǎo)熱系數(shù)小，具有優(yōu)良的隔熱性能，導(dǎo)熱系數(shù)隨制品密度的增加而變大。
?。?3 ）抗腐蝕抗老化：酚醛泡沫材料已固化成型，長(zhǎng)期暴露在陽(yáng)光下，無(wú)明顯老化現(xiàn)象。使用壽命明顯長(zhǎng)于其它材料。除能被強(qiáng)堿腐蝕外，幾乎能耐所有的無(wú)機(jī)酸、有機(jī)酸及鹽類的腐蝕。
?。?4 ）吸聲性能：酚醛泡沫具有優(yōu)良的吸聲性能，開(kāi)孔型的泡沫結(jié)構(gòu)更有利于吸聲。表 1 為酚醛泡沫材料在各種頻率下的吸聲系數(shù)表。
表 1 酚醛泡沫材料在各種頻率下的吸聲系數(shù)
頻率 f （ Hz ） 100 200 800 1600 3200
吸聲系數(shù) a （％） 11.5 31.9 50.9 50.4 88.9
正是由于酚醛泡沫材料具有以上優(yōu)越的特性，因此其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)方面得到了廣泛的應(yīng)用，如中央空調(diào)風(fēng)管、冷熱輸送管道、潔凈廠房、商場(chǎng)、輕體快裝房、冷庫(kù)、冷藏車(chē)、墻體保溫、防火門(mén)夾芯填充、飛機(jī)、船舶、賓館及娛樂(lè)包廂等等需要使用防火、質(zhì)輕、保溫、隔音、潔凈、防潮材料的地方。
2 酚醛復(fù)合風(fēng)管技術(shù)參數(shù)
酚醛泡沫板與鋁箔復(fù)合制成夾芯板，用于空調(diào)通風(fēng)管還是近幾年來(lái)的事。酚醛鋁箔復(fù)合夾芯板其內(nèi)外表面是涂層鋁箔，中間層為酚醛泡沫材料。這種酚醛鋁箔復(fù)合夾芯板的綜合性能有較大的改觀，特別是在力學(xué)性能方面，如抗彎曲性、抗壓、脆性及加工性能等方面都有較大的改進(jìn)，基本上滿足了空調(diào)通風(fēng)管的使用要求。而且酚醛泡沫塑料正進(jìn)一步朝改性酚醛樹(shù)脂，特別是改進(jìn)酚醛泡沫的韌性，增加彈性，并向不燃 A 級(jí)方向發(fā)展。表 2 為酚醛鋁箔復(fù)合夾芯板板材的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)。
表 2 酚醛鋁箔復(fù)合夾芯板板材術(shù)參數(shù)
項(xiàng)目 檢驗(yàn)值 備注
密度 45-70 ㎏ /m3
壓縮強(qiáng)度 448 kPa GB8813-1988
吸水率 3.7% GB8810-1988
尺寸穩(wěn)定性（ 70 ℃± 2 ℃） 0.66% GB8811-1988
導(dǎo)熱系數(shù) 0.028 W/ （ m · K ） GB/T10294-1988
平均煙氣溫度 99 ℃（技術(shù)指標(biāo)為 125 ℃） 檢驗(yàn)方法（ GB/T8625-88 ）
煙氣毒性（ LCo ） mg/l 符合要求 檢驗(yàn)方法（ GA132-1996 ）
煙密度等級(jí) 2 （技術(shù)指標(biāo)≤ 15 ） 檢驗(yàn)方法（ GB/T8627-1999 ）
安全性能 燃燒性能達(dá)到不燃 A 級(jí) GB 8624-1997
酚醛鋁箔復(fù)合風(fēng)管由酚醛復(fù)合夾芯板和專用法蘭配件制成。表 3 為酚醛復(fù)合風(fēng)管的各項(xiàng)性能技術(shù)參數(shù)。
表 3 酚醛復(fù)合風(fēng)管性能技術(shù)參數(shù)
風(fēng)管風(fēng)速（ m/s ） 4 6 8 10 12 14 16 18
每米沿程摩阻 PR （ Pa/m ） 1.03 2.07 3.50 5.30 7.30 9.70 12.64 15.80
沿程摩阻系數(shù) λ 0.0238 0.0213 0.0203 0.0196 0.0188 0.0183 0.0183 0.0181
風(fēng)管內(nèi)靜壓 Ps （ Pa ） 500 800 1000 1200 1500
漏風(fēng)量 Qa （ m3/h · m2 ） 標(biāo)準(zhǔn)值 1.00 1.36 1.57 1.77 2.04
檢驗(yàn)值 0.68 1.05 1.26 1.42 1.62
耐壓（ Pa ）（風(fēng)管內(nèi)靜壓） 標(biāo)準(zhǔn)值 500 800 1000 1200 1500
檢驗(yàn)值 532 835 1034 1257 1535
風(fēng)管壁變形量（ % ） 標(biāo)準(zhǔn)值 1.00 - - - -
檢驗(yàn)值 0.37 0.47 0.53 0.6 0.7
從表 1 和表 2 可以看出，酚醛泡沫材料非常適宜于制作中央空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)管材料。
3 與傳統(tǒng)風(fēng)管的比較
3.1 技術(shù)比較
中央空調(diào)傳統(tǒng)送風(fēng)管道通常內(nèi)層采用鐵皮或玻璃鋼，外裹保溫材料，最外面用鋁箔進(jìn)行纏繞，這使得送風(fēng)管自重大、施工安裝費(fèi)工費(fèi)時(shí)、外觀差、氣密性低、能耗大。與傳統(tǒng)風(fēng)管相比，酚醛復(fù)合風(fēng)管具有以下優(yōu)勢(shì)：
（ 1 ）絕熱性好，可大大減少空調(diào)的散熱損失
酚醛復(fù)合風(fēng)管的導(dǎo)熱系數(shù)為 0.016~0.036W/m · K ，而鍍鋅鋼板風(fēng)管和玻璃鋼風(fēng)管的導(dǎo)熱系數(shù)大得多。另外，酚醛復(fù)合風(fēng)管特有的連接方式保證了通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)良的氣密性，接近鍍鋅鋼板風(fēng)管的 8 倍。有資料表明，在輸送同樣熱（冷）量時(shí)，鍍鋅鋼板風(fēng)管的散熱損失為 15 ％，玻璃鋼風(fēng)管的散熱損失為 8 ％，酚醛泡沫保溫材料風(fēng)管的散熱損失低于 2 ％。
（ 2 ）消聲性好。
酚醛鋁箔復(fù)合風(fēng)管壁的夾層為相互貫通的多孔酚醛泡沫材料板，具有良好的消聲性能。在中央空調(diào)系統(tǒng)中，空調(diào)機(jī)組運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的噪聲在 50 ～ 79dB 范圍，經(jīng)過(guò)送風(fēng)管道傳遞，形成室內(nèi)噪聲。酚醛鋁箔復(fù)合風(fēng)管本身就是一個(gè)很好的管式消聲器，不必再設(shè)置消聲罩和消聲彎頭之類的消聲配件。
（ 3 ）重量輕，可減輕建筑負(fù)荷，且安裝方便
酚醛鋁箔復(fù)合風(fēng)管的重量輕，大約為 1.4 kg/m2 ，而鍍鋅鋼板風(fēng)管（ 0.8mm 厚）和玻璃鋼風(fēng)管（ 3 mm 厚）的容重分別為 7.08 kg/m2 和 15~20 kg/m2 ，這就可以大大減輕建筑的負(fù)荷，且對(duì)風(fēng)管的安裝極為有利。安裝時(shí)只需每 4 m 左右設(shè)一個(gè)支架，便可有足夠的支撐力。這對(duì)支架、吊件等的承載力要求大大降低，使得運(yùn)輸和安裝非常方便。
（ 4 ）經(jīng)久耐用，使用壽命長(zhǎng)
鍍鋅鋼板在潮濕環(huán)境中較易生銹，玻璃鋼則易老化，易損壞，因此傳統(tǒng)風(fēng)管的使用壽命都不長(zhǎng)，大約為 5~10 年，傳統(tǒng)風(fēng)管外包的保溫層，如玻璃棉的使用壽命只有 5 年，而酚醛鋁箔復(fù)合風(fēng)管的使用壽命至少 20 年以上。因此酚醛鋁箔復(fù)合風(fēng)管的使用壽命是傳統(tǒng)風(fēng)管使用壽命的 3 倍以上。另外，酚醛鋁箔復(fù)合風(fēng)管的再利用率可達(dá) 60%~80% ，而傳統(tǒng)風(fēng)管幾乎不能重復(fù)利用。
（ 5 ）降低層高
傳統(tǒng)的風(fēng)管需要現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行保溫層施工，因此要求有一定的施工高度，這就對(duì)建筑的層高提出了額外的要求。酚醛鋁箔復(fù)合風(fēng)管不需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)保溫施工，因此不必預(yù)留施工空間，這就可以降低建筑的層高。
（ 6 ）可縮短施工周期
酚醛鋁箔復(fù)合風(fēng)管重量很輕，安裝比傳統(tǒng)風(fēng)管方便快捷。風(fēng)管吊裝時(shí)，所需吊架簡(jiǎn)單，數(shù)量少，幾乎不用機(jī)械。制作簡(jiǎn)捷，完全突破傳統(tǒng)工藝，大大縮短施工周期，現(xiàn)場(chǎng)改動(dòng)也很方便。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)算，酚醛鋁箔復(fù)合風(fēng)管安裝時(shí)每個(gè)工人一天可以安裝 20.0~30.0 m2 ，而傳統(tǒng)風(fēng)管只有 4.0~5.0 m2/ 天·人，與傳統(tǒng)風(fēng)管制造相比，酚醛鋁箔復(fù)合風(fēng)管的生產(chǎn)效率提高了 4 ～ 5 倍。
（ 7 ）衛(wèi)生
酚醛鋁箔復(fù)合風(fēng)管表面采用鋁箔密封，因而保證了輸送介質(zhì)衛(wèi)生，避免了二次污染，且內(nèi)層無(wú)凝結(jié)水，不生銹。在傳統(tǒng)風(fēng)管中，玻璃棉和石棉易吸潮，吸水后保溫性能?chē)?yán)重惡化，且石棉是致癌物質(zhì) [4] ，玻璃棉粉塵會(huì)刺激皮膚，使施工人員渾身發(fā)癢。另外，鍍鋅鋼板風(fēng)管易生銹，且容易產(chǎn)生冷橋現(xiàn)象。
（ 8 ）美觀，適合明裝。
酚醛鋁箔復(fù)合風(fēng)管可制成各種顏色，美觀，特別適合于明裝。傳統(tǒng)風(fēng)管的表面需要現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行鋁箔包裹的工作，因此明裝效果不是很好。
（ 9 ）適用范圍廣
鍍鋅鋼板風(fēng)管應(yīng)用廣泛，但高濕度環(huán)境使用壽命低，玻璃鋼風(fēng)管在醫(yī)院、食品加工廠、地下室等有防塵要求和高濕度場(chǎng)所的使用也受到限制，而酚醛鋁箔復(fù)合風(fēng)管可廣泛適用于工民用建筑、酒店、醫(yī)院、寫(xiě)字樓以及其他特殊要求場(chǎng)所。
3.2 經(jīng)濟(jì)比較
與傳統(tǒng)風(fēng)管相比，酚醛鋁箔復(fù)合風(fēng)管還具有巨大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)：
（ 1 ）酚醛復(fù)合風(fēng)管的造價(jià)大約為 180 元 /m2 ，而鍍鋅鋼板風(fēng)管（加 25mm 玻璃棉保溫層）的造價(jià)大約為 220 ～ 260 元 /m2 左右，玻璃鋼風(fēng)管（加 25mm 玻璃棉保溫層）大約為 200 元 /m2 左右。
（ 2 ）酚醛復(fù)合風(fēng)管的絕熱性能好，可以大幅減少空調(diào)的散熱損失，這就減少了中央空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備容量，從而使得中央空調(diào)設(shè)備一次投資費(fèi)用減少，并且使得空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用也相應(yīng)減少。
（ 3 ）酚醛鋁箔復(fù)合風(fēng)管本身就是一個(gè)很好的管式消聲器，與金屬風(fēng)管系統(tǒng)相比，不必再設(shè)置消聲罩和消聲彎頭之類的消聲配件。這又減少了一筆設(shè)備費(fèi)用。
（ 4 ）酚醛復(fù)合風(fēng)管的安裝工期短，大約只有傳統(tǒng)風(fēng)管的 1/5 左右，這就可以使得工程早日投入使用，早日獲得收益。
（ 5 ）酚醛鋁箔復(fù)合風(fēng)管維修簡(jiǎn)單，清洗方便，且沒(méi)有結(jié)露現(xiàn)象的產(chǎn)生，因此可以減少大筆維修費(fèi)用。
（ 6 ）酚醛鋁箔復(fù)合風(fēng)管不需要預(yù)留施工空間，因此與傳統(tǒng)風(fēng)管相比，采用酚醛鋁箔復(fù)合風(fēng)管可節(jié)約 5 ～ 8cm 的吊頂空間，這可以使得建筑的造價(jià)相應(yīng)減少。
（ 7 ）酚醛復(fù)合風(fēng)管的重量非常輕，這就減少了建筑的質(zhì)量負(fù)荷，從而可以相應(yīng)地減少建筑基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)的建造費(fèi)用。
4 與其他新型復(fù)合風(fēng)管的比較
新型復(fù)合型輕質(zhì)保溫風(fēng)管在 20 世紀(jì)末期得到了大力發(fā)展，除酚醛復(fù)合風(fēng)管外，常見(jiàn)的還有聚氨脂復(fù)合鋁箔風(fēng)管、復(fù)合玻纖板風(fēng)管等。與這些復(fù)合型輕質(zhì)保溫風(fēng)管，酚醛復(fù)合風(fēng)管具有以下優(yōu)勢(shì)：
（ 1 ）環(huán)保
酚醛泡沫采用無(wú)氟發(fā)泡，而聚氨脂在發(fā)泡過(guò)程會(huì)逸出大量的 ODS ，對(duì)臭氧層造成極大的破壞。玻璃纖維雖然沒(méi)有 ODS 逸出，但在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)對(duì)工人的健康造成極大的危害。
（ 2 ）健康
聚氨脂燃燒時(shí)產(chǎn)生氰化氣體，而復(fù)合玻纖板風(fēng)管燃燒時(shí)檢出了 2- 甲基丙烯酰苯胺，這是一種有害物質(zhì) [5] 。復(fù)合玻纖板風(fēng)管的內(nèi)表面雖然涂有聚丙烯，但在加工工程中玻璃纖維不可避免地會(huì)對(duì)風(fēng)管形成污染，如果散落的玻璃纖維隨送風(fēng)飄落到室內(nèi)，則對(duì)人體健康必然造成危害 [6] 。
（ 3 ）不燃
酚醛是有機(jī)高分子材料中防火性能最好的材料，由其制成的酚醛泡沫夾芯板是國(guó)內(nèi)唯一各項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到消防 A 級(jí)的復(fù)合夾芯板，符合國(guó)家高層建筑防火標(biāo)準(zhǔn)。而一些復(fù)合型輕質(zhì)保溫風(fēng)管，如聚氨脂復(fù)合鋁箔風(fēng)管的保溫材料易燃，且燃燒時(shí)產(chǎn)生帶火熔滴。
（ 4 ）溫度適應(yīng)性強(qiáng)。
酚醛復(fù)合風(fēng)管適用的溫度范圍比較廣，可在高、低溫（ -140 ℃至 150 ℃）條件下使用，而不像其他一些復(fù)合風(fēng)管，只能在 50 ℃溫度下使用。
（ 5 ）適用范圍廣
酚醛復(fù)合風(fēng)管可廣泛適用于各種工民用建筑以及其他特殊要求場(chǎng)所。聚氨脂由于難以達(dá)到消防要求，因此使用范圍受到嚴(yán)格限制，而復(fù)合玻纖板風(fēng)管在醫(yī)院、食品加工廠、地下室等有防塵要求和高濕度場(chǎng)所的使用也受到很大限制。
5 使用中的注意事項(xiàng)
酚醛鋁箔復(fù)合風(fēng)管是一種新型風(fēng)管，與傳統(tǒng)風(fēng)管相比，在使用時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)：
（ 1 ）酚醛泡沫保溫材料在運(yùn)輸移動(dòng)過(guò)程中，應(yīng)避免碰撞、擠壓以及野蠻裝卸和傳遞，也不能在施工現(xiàn)場(chǎng)散亂堆放。
（ 2 ）對(duì)于任何保溫材料均不能粘水，否則會(huì)大大降低保溫節(jié)能效果，因此酚醛泡沫保溫材料制品進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)后，不應(yīng)在露天存放，嚴(yán)防雨水淋濕，室外保溫結(jié)構(gòu)也不應(yīng)在雨天施工。
（ 3 ）酚醛鋁箔復(fù)合風(fēng)管在施工時(shí)出現(xiàn)接縫或邊緣破損，必須嚴(yán)格用膠泥勾縫和填充，然后表面用溶劑性阻燃鋁箔做外保護(hù)層以及用鋁箔膠帶壓實(shí)密封，做好防潮層，以防止雨水的進(jìn)入。
（ 4 ）管道支架以及風(fēng)管吊架，應(yīng)采用專業(yè)絕熱管托和襯托，避免酚醛泡沫保溫材料集中壓力而壓碎。
（ 5 ）立式設(shè)備或垂直管道的保溫層應(yīng)從支承件開(kāi)始，自下而上拼砌、并用包扎網(wǎng)狀帶進(jìn)行環(huán)向綁扎，當(dāng)臥式設(shè)備有托架時(shí)，保溫層應(yīng)從托架開(kāi)始拼砌、并用包扎網(wǎng)狀帶進(jìn)行綁扎。
（ 6 ）當(dāng)風(fēng)管的截面寬邊邊長(zhǎng)大于 0.4m 時(shí)，吊裝間距為 3m ；風(fēng)管的截面寬邊邊長(zhǎng)大于 0.8m 時(shí)，吊裝間距為 1.5~2m 。當(dāng)風(fēng)管垂直高度大于 4m 時(shí)，除地面安裝支撐架外，還需安裝中間固定支架。且各種支架與風(fēng)管接觸的表面一定要墊有彈性材料，以減少振動(dòng)和噪音，并保護(hù)風(fēng)管表面不被破壞。
（ 7 ）酚醛鋁箔復(fù)合風(fēng)管的絕對(duì)粗糙度為 0.2 ～ 0.3 左右，而風(fēng)管設(shè)計(jì)時(shí)沿程阻力一般是根據(jù)鍍鋅鋼板風(fēng)管計(jì)算的，因此在所得計(jì)算值上應(yīng)增加上一定的修正系數(shù)。
6 結(jié)論
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長(zhǎng)，人們對(duì)生活起居，工作環(huán)境更加追求完美，其中，中央空調(diào)的使用及與之配套的通管道需求量急劇增加。據(jù)估計(jì)， 2004 年全年中央空調(diào)風(fēng)管的使用面積將突破 1 億平方米。到目前為止，國(guó)內(nèi)酚醛鋁箔復(fù)合風(fēng)管在市場(chǎng)的占有率還不到 5% ，而同類產(chǎn)品在同行發(fā)達(dá)國(guó)家市場(chǎng)占有率在 80% 以上。因此，隨著酚醛鋁箔復(fù)合風(fēng)管的優(yōu)越性能被越來(lái)越多的人所了解，酚醛鋁箔復(fù)合風(fēng)管必將得到廣泛的應(yīng)用。
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