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玻镁复合风管替代镀锌铁皮风管成必然

一  通风管道的变迁


通风管道是建筑物的附属产品,很少有人去研究它。随着风管功能的增加,通风管道已经不仅仅有通风强度要求,而且还要具备防火、节能、环保、易清洗等功能。我国采用通风管道始于上世纪40年代。在纺织行业里,为了提高纺纱织布的质量,要使车间保持设定的温度和湿度,输送特定温度和温度空气的管道当时称为风管。最早的时候用木板制作风管,后改用铁皮。


上世纪80年代,出现了玻璃纤维增强聚脂风管(俗称玻璃钢风管)。玻璃纤维聚脂风管为有机材料,耐水气腐蚀不生锈,解决了镀锌铁皮风管易生锈,使用寿命不长的缺点,在纺织厂房广泛使用。


由于玻璃纤维聚脂风管是可燃材料,一旦由于电线短路起火或者意外火灾时,聚脂风管就会被点燃,很快会蔓延燃至各个车间,引发火灾。这样,可燃的聚脂风管引起消防部门的重视。GB50045-1989《高层建筑防火设计规范》中规定:“通风管道要用不燃烧材制作”。从此,通风管道除强度要求外,增加了防火要求。


随着建筑节能的需求,GB20189-2005《公共建筑节能设计标准》开始实施,其中对通风管道提出了节能设计要求:一般通风管道的热阻值≥0.74m2·k/W,低温风管的热阻值≥1.08m2·k/W,增加了对风管的节能要求。


除了建筑对节能要求的提出,建筑内的空气质量也开始受到更多人的关注。尤其是非典之后,通风管道被视为滋生细菌、传播疾病的通道。GB19210-2003《空调通风系统清洗规范》已对公共场所的通风管道做出了规定,增加了可清洗、洁净、抗细菌滋生的卫生要求。


二  镀锌铁皮风管的缺陷


众所周知,镀锌铁皮风这存在着易生锈、使用寿命不长、通风噪声大、漏风量大、因外保湿破损易产生热桥(冷桥)等几大缺点。


耗材    每m2铁皮风管制作、安装、耗用铁皮1.1m2(0.1m2损耗),角铁2m,螺栓、螺母10套。折合重量为:铁皮1.1m2×7.8kg/m2=8.58kg,角铁2m×2.4kg/m=4.8kg,螺栓、螺母10套×0.05kg/套=0.5kg。每m2铁皮风管共耗用钢材13.88kg,是钢材耗用大户。


镀锌铁皮风管在潮湿环境下易生犹,而使用寿命只有7年,按制作每m2风管耗钢材13.88kg,使用7年计算,每m2风管每年耗用13.88kg÷7=1.98kg钢材。我国每年使用1亿m2铁皮风管,等于每年因生锈腐蚀损失1.98亿kg钢材。


耗能    据测试,生产每m2(7.8kg)铁皮耗电20kWh。按制作每m2风管重量13.88kg钢材计算,每m2风管材料耗电42kWh。用镀锌铁皮制作风管更是耗能大户。


镀锌铁皮风管漏风量大,设计师一般按10%的漏风系数计算。而镀锌铁皮风管导热系数高,需要外保温,而外保温热桥(冷桥)的能量损失达到5%。这样,漏风量损失和热桥损失相加,铁皮风管能量损失达到15%。按20000m3/h风量,冷量300Kw,使用风管2000m2计算,每m2风管每h用电0.15kWh,24h用电3.6kWh,年用电1296kWh。按损失15%计算1296kWh×15%=194.4kWh。全国年用铁皮风管1亿m2,年损失电能194.4亿kWh。


铁皮风管在风力作用下管壁振动,产生共鸣声,增加噪声。噪声也是能量损失。为了降低噪声,增设*,增加了风管的使用成本。


综合镀锌铁皮风管存在的问题可以看出,镀锌铁皮风管是钢材耗用大户、运行耗能大户、能耗损失大户。镀锌铁皮风管已属于技术落后产品、高能耗产品、低效益产品了。因此用非金属风管替代镀锌铁皮风管势在必行。


三  机制玻镁复合板风管的特性


建设部编制并通过《机制玻镁复合板风管》行业标。机制玻镁复合板风管,就是以玻璃纤维为增强材料,氯氧镁水泥为胶凝材料,在泡沫板两面复合玻璃纤维氯氧镁水泥胶制得玻镁复合板,然后用玻镁复合板组合成风管的通风管道。


强度高    机制玻镁复合板风管可以满足3000Pa以下的各种风压要求,在3000Pa风压下,风管不开裂、不漏气。2003年,湖北大学图书馆采用浙江天仁风管有限公司生产的机制玻镁复合板风管。该工程由中建三局负责安装,北京泛华公司负责监理。安装和监理两单位在现场进行了风管压力试验。试样风管尺寸400mm×400mm×1000mm(长),两端封闭。向试样风管内加气压,当气压加到1000Pa时,停止加压(因为设计压力500Pa,已经满足设计要求)。一小时后,检查压力,还是1000Pa,显示出专用胶粘接风管的密封效果。


试压目的达到后,产品继续进行了破坏性试验,对试样风管继续加压,加到15000Pa时,试样风管的一块风管板中间裂开,胶粘接的地方都没有开裂。玻镁复合风管的专用胶采用氯氧水泥制作,与风管板是同一种材料,因而粘接强度高,新和力好。即使在15000Pa的风压下也不会开裂。机制玻镁复合板风管的强度完全可以满足各种风压要求。


施工方便   机制玻镁复合板风管在工地组合、无法兰连接,施工速度快,成本低。如湖北大学图书馆15000m2该风管两个月基本安装完成。中建三局的项目经理对该复合风管总结了三条优点。第一、制作风管的设备简单,只需手提切割机和油漆工刀、大小风管都能组合。而铁皮风管必需要剪板机、成型机等大型设备才能制作风管。第二、搬运方便。只要把风管板搬到各层,大小风管都可以在各层完成制作。第三、施工速度快。15000m2风管安装两个月基本完成,铁皮风管是做不到的。


不需外保温   机制玻镁复合板风管的保温层在中间,两面都有氯氧镁水泥板保护。在施工和交错作业中不会破损。所以不会产生热桥(冷桥)的能量损失的现象。安装好的风管无法道道地地、外型美观。


漏风量小   湖北大学图书馆对该复合风管经过压力试验,1000Pa的风压,经过一小时后还是1000Pa,说明了专用胶粘接的风管密封性好,不漏风。铁皮风管的漏风量大,设计师按10%的漏风量系数设计。


风管可清洗,允许机械手进入风管内操作在风管壁上开启检查门,清洗口方便,比铁皮风管便捷。


抗霉菌滋生   机制玻镁复合板风管采用氯氧镁水泥制作,氯盐有消毒作用,风管表面又经过抗霉菌处理。风管壁不会产生霉菌,是环保型风管。


四  替代的理由


   节约材料   机制玻镁复合板风管的主要材料是氧化镁、氯化镁。全世界80%的氧化镁矿在中国,储量丰富,价格便宜。氯化镁是钾盐、钠盐工业的副产品,用它做风管材料的废物利用。采用低价材料和废物利用材料生产通风管道,替代镀锌铁皮生产通风管道。其社会效益是非常巨大的。


以我国每年使用镀锌铁皮风管1亿m2计算:机制玻镁复合板风管替代后,每年可节约钢材13.88亿kg(包括角铁、法兰);按生产7.8kg/m2镀锌铁皮耗电20kWh计算,每年可节约生产钢材的电能42亿kWh。生产每m2机制玻镁复合板风管耗电2kWh,1亿m2耗电2亿kWh,机制玻镁复合板风管替代铁皮风管,每年可节电40亿kWh。


强度更高   有的人觉得铁皮风管看起来结实,担心机制玻镁复合板风管的强度和耐久性。其实,机制玻镁复合板风管的使用寿命比铁皮风管长,不少于20年,而且强度更高。氯氧镁水泥是无机材料,无机材料不老化,只有风化才能影响风管强度。可是,风管在室内使用不具备风化条件,如同普通水泥的使用寿命。并且,氯氧镁水泥的强度和在耐磨性大于普通水泥的3倍,保证了机制玻镁复合板风管的使用寿命。


机制玻镁复合板风管是框架结构,承载力≥1000N,抗变形能力大大高于铁皮风管,完全满足在压力、气流、疲劳等因素综合作用下对风管强度的要求。风管板组合成风管的粘接口是L型结构,粘接面积等于风管板厚度的两倍。并形成了抗拉和抗剪切两个力。湖北大学图书馆实验证明15000Pa风压粘接缝不开裂,除专用胶的粘接强度高外,L型粘接结构也是很重要的保证。


节能   铁皮风管漏风量达到10%,冷热桥能量损失5%,合计能量损失15%。机制玻镁复合板风管采用专用胶粘接,基本不漏风。风管不需要外保温,能量损失小,至少可以减少能量损失13%。按风管每m2运行耗电0.15kWh计算,年耗电1296kWh/m2×13%=168.48kWh/m2。年使用玻镁复合风管1亿m2计算,风管每年运行节能168.48亿kwh,同时为用户节约1/8的风管运行成本。


安装更方便  铁皮风管法兰增加了风管高度,减少了室内净空高度。机制玻镁复合风管采用无法兰、对口、纵向、错位连接,不但增加室内净空高度,节约法兰,而且美观。


寿命更长  铁皮风管在潮湿环境下,使用寿命7年左右,在干燥环境下,使用寿命大于15年,按平均使用寿命11年计算。玻镁复合风管的使用寿命超过20年,接近于铁皮风管两倍,节约投资成本50%。浙江天仁风管有限公司用氯氧镁水泥生产通风管道已经有18年,18年前生产的该类风管现在仍在继续使用,时间证明了玻镁风管的耐久性。宁波雅戈尔集团在2003年使用该类复合风管,其中最大的风管截面6000×2800mm,连续运行4年多了,未出现任何质量问题,用户感到满意。


造价更低  由于机制玻镁复合板风管制作造成本及安装费用低于镀锌铁皮风管,与铁皮风管相比,可以节约工程造价10%~15%。按节约15元/m2计算,每年1亿m2风管工程可节约工程造价15亿元。


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