高性能超低能耗门窗推动建筑节能高质量发展,上海集韧科技迈向“双碳”目标新跨越
绿色低碳发展是当今世界的主旋律。作为我国政府的重大战略决策:如期实现2030年前碳达峰、2060年前碳中和的“双碳”目标。完善能源消费总量和强度双控制度,推动能源清洁低碳安全高效利用,深入推进工业、建筑、交通等领域低碳转型,已成为各行各业工作的重点和积极行动。尤其是在城镇建设进程中,如何将约占建筑总能耗高达50%的建筑外围护门窗向低碳转型生产?在这样的背景下,上海集韧科技和亨斯迈集团联合开发了具有划时代意义的高性能节能门窗材料——玻纤增强聚氨酯型材,将广泛用于航空航天领域的复合材料应用到门窗系统,实现了迈向双碳目标的新跨越。
绿色发展转变生产生活方式
目前,全国各地均在调整门窗节能保温要求,各城市相继提高了原有节能门窗标准。北京最新执行的标准要求整窗K值不得大于1.1(W/㎡·K)。江苏执行的标准要求整窗K值1.6-1.8(W/㎡·K)。
据专业调研结果显示,聚氨酯复合材料应用于门窗只占传统铝合金型材碳排放的17%。
上海集韧复合材料有限公司总经理席炜告诉记者,聚氨酯复合材料质量轻、强度高,弯曲强度高达1442Mpa,是铝合金的6~8倍,是钢的3~7倍,主要用于汽车轻量化、风力发电叶片、航空航天等领域。又因其耐候性优异,耐酸碱、耐盐雾,被广泛应用于环境严酷的领域,如:海堤、风电、海洋工程等。
同时,聚氨酯复合材料本身是公认的安全无害材料,被广泛应用于包括医学在内的人体直接接触的各个方面。经权威机构检测,玻纤增强聚氨酯型材无任何挥发性气体释放(0-VOC)。
材料导热系数直接关系门窗保温性能。聚氨酯复合材料型材导热系数极低,仅0.114(W/m·K),约为铝合金型材的1/1300。材料的导热系数越低,意味着保温性能越佳。
据了解,玻纤增强聚氨酯型材的生产,是以玻璃纤维为增强材料,以聚氨酯为基体,通过先进的注射浸胶拉挤工艺最终成型。生产的整个过程是把玻璃纤维通过导纱板导入模具,AB组分的聚氨酯树脂通过注胶机注入注射盒,浸润后通过模具,在模具中加热固化,前端牵引机将产品牵引成型,整个工艺叫做拉挤工艺。生产过程中无挥发性组分(0-VOC),不产生废气废水废固,生产过程环保。
在原料方面,集韧及其战略合作伙伴亨斯迈集团共同研发并改良了拉挤用聚氨酯树脂的配方,使其拉挤工艺更稳定,生产效率更高,产品质量更好。
门窗作为建筑外围护结构的开口部位,是抵御风雨尘虫,实现建筑热、声、光环境等物理性能的重要功能性部件。集韧将玻纤增强聚氨酯型材应用于门窗系统,让门窗兼具高性能与高节能。目前,全球主流使用的门窗有铝合金门窗和PVC门窗两种。其中,PVC门窗因其出色的保温性能在欧美国家得到广泛使用,而在我国,各类PVC门窗型材产品质量良莠不齐,PVC型材使用过程中变形导致门窗漏水等各种问题,直接导致了PVC门窗在我国市场口碑不佳,很难被中高端用户群体接受。同时,铝合金门窗由于其金属型材本身导热能力强的特性,对提高建筑节能十分不利,很难满足各地日趋提高的门窗保温性能要求,即便采用更大的断桥隔热条,能够勉强达到现有标准要求,成本也随之大幅上升,并且隔热条的增大反而会导致铝合金型材整体强度下降,致使其门窗抗风压、气密性能、水密性能降低。
玻纤增强聚氨酯复合材料因其出色的物理性能,兼具铝合金型材和PVC型材各自的优点,排除了两种传统型材的缺点,在一众材料中脱颖而出,成为继铝合金及PVC之后的又一主力门窗型材。凭借聚氨酯复合材料型材导热系数低的特性,玻纤增强聚氨酯门窗拥有出色的保温性能。以集韧科技60系列窗为例,经权威检测机构检测,其K值可达1.1(W/m2·K)。不仅如此,集韧85系列超低能耗窗,在KBETC韩国建筑能源试验院的检测中,其保温性能K值可达0.654(W/m2·K),真正实现门窗型材“全断桥”,并获得德国被动房机构PHI认证,可同时满足PHI对于严寒地区和寒冷地区的门窗保温要求,达到phA等级,大大降低建筑能耗。同时,比传统被动房门窗更美观,安装更为便捷。
集韧各系列玻纤增强聚氨酯门窗,拥有出色的气密性、水密性、抗风压、隔声性能,仅60系列门窗各性能就可达到国标最高等级要求,并可制成大面积高视野门窗。且表面涂装方案丰富,在保证型材表面效果的同时,有出色的耐紫外性能。如搭配各种防火玻璃,门窗耐火完整性可做到1小时。
国际合作门窗节能前景广阔
城市绿色发展是一个国家、一个地区重要的标志。集韧凭借高环保高性能产品打通市场,先后参与漕河泾人才公寓项目、临港科技城项目、临港国际幼儿园项目、上海市第九人民医院新楼项目、石家庄绿地东良厢超低能耗房项目等多项建设。其中,石家庄绿地东良厢被动房项目响应了政府《关于加快推进被动式超低能耗建筑发展的实施意见》,以绿色、科技、智能、生态、宜居为目标,重构人类优质生活品质,门窗保温要求达到K值≤1.0(W/m2·K)。
国际市场方面,在全球减排的大背景下,世界各国均在提高门窗节能要求,玻纤增强聚氨酯门窗作为新型节能材料,在世界范围内也逐步获得了广泛认可,包括丹麦VELUX、德国Inoutic、美国Pella在内的一些知名窗企都有同类产品作为他们的高端产品系列推向市场。聚氨酯拉挤产业,在我国基于健全的上下游产业链的优势,从原材料、设备制造、模具加工、涂装工艺、门窗制作到专业技术人员的培训等各方面较之欧美国家均有不小的优势。而目前在聚氨酯门窗拉挤行业内,集韧无论在产品系列完善度、产品品质的管控,还是大量产的数量方面均处于较为领先的地位。在全球疫情的大环境下,仍陆续接到来自韩国、日本、比利时、美国、罗马尼亚、澳大利亚、迪拜等地门窗企业的询盘,并已经与其中一些大型系统门窗品牌达成合作。还通过集韧外贸将聚氨酯型材及设备出口到韩国LG和KGF等知名企业。集韧科技中国制造的玻纤增强聚氨酯复合材料发展得到世界的认可。
以专业技术赢得信赖,集韧于2019年通过了高新技术企业认定,2020年荣膺上海市建设协会“示范项目、创新技术”领先奖,并荣获RISN建筑门窗节能性能标识证书,入围北京市节能技术产品推荐目录(2020年本);入选长三角高性能建筑门窗部品(件)推广技术(2019版)。目前拥有发明、实用新型以及外观设计专利20余项。通过英国皇家认可委员会即(UKAS)质量管理体系ISO9001-2015;环境管理体系ISO14001;职业健康安全管理体系ISO45001三体系认证。与此同时,参与了《T/CECS 591-2019玻纤增强聚氨酯门窗工程技术规程》、北京《DB11/891-2020居住建筑节能设计标准》、北京《居住建筑门窗工程技术规范》、《铝合金-聚氨酯型材》等标准及设计规范的编制。
玻纤增强聚氨酯门窗行业前景广阔,据集韧负责人介绍,集韧将继续践行低碳节能理念,未来仍将加大节能门窗研发投入。