淺談復合鋁箔玻璃纖維風管性能剖析

孫恩學

【摘 要】分析了復合鋁箔玻璃纖雛風管的構成、特點，說明該產(chǎn)品的性能優(yōu)勢和局限性。認為采用復合材料替代傳統(tǒng)材料是當代技術發(fā)展的大趨勢，該產(chǎn)品目前雖不能完全取代傳統(tǒng)風管，但很有發(fā)展?jié)摿?，國?nèi)空調(diào)界應引起重視，加強開發(fā)研究。

【關鍵詞】鋁箔；玻璃纖維；風管

1.超級風管的歷史

玻璃纖維具有良好的保溫隔熱、吸聲、強力和化學穩(wěn)定性等特性，是制作復合材料的首選原料。由于復合鋁箔離心玻璃纖維屬不燃型材料，符合GBJ16-87《建筑設計防火規(guī)范》的要求，用鍍鋅鋼板和角鋼法蘭制作風管，復合鋁箔玻璃纖維氈做外層的保溫和保護層，已成為空調(diào)工程中一種傳統(tǒng)做法。由于玻璃纖維對人體有害，因此，很少有人嘗試單獨用玻璃纖維制作風管。

80年代，美國西雅圖的許多摟字改變用途，需要增設空調(diào)設備，但傳統(tǒng)的鐵皮風管受到了一些樓宇層高和吊頂承重能力的限制。于是美國Johlls Manville公司創(chuàng)造性地用吸聲的玻璃纖維復合材料制作風管，并采用了一定的密封措施，使用效果很好，受到用戶的歡迎。而后，該公司又對其進行進一步開發(fā)研究，形成了今天的超級風管系統(tǒng)。

2.超級風管材料的構成

2.1結構。

超級風管是由復合鋁箔和離心玻璃纖維制成的，由外向內(nèi)共有4層。

外層：由鋁箔一布（玻璃纖維網(wǎng)）一紙（阻燃）所組成的復合鋁箔，作為風管的外圍保護層；敬內(nèi)層：低密度玻璃纖維氈。

內(nèi)層：高密度玻璃纖維氈，主要用于提高風管的低頻吸聲性能。

最內(nèi)層：黑色聚丙烯吸聲防菌涂料（阻燃）。該層將玻璃纖維凝聚在一起，防止其脫離后隨風進入室內(nèi)，同時提高了高額吸聲性能。

2.2主材對樣品進行顯徽鏡測量，測得超級風管的玻璃纖維直徑為5-275，μm，屬普通離心玻璃纖維，質(zhì)脆易斷，雖然內(nèi)表面蹤有聚丙烯，但在加工過程中不可避免地會對風管形成污染。如果散落的玻璃纖維隨風飄落到室內(nèi)，對人體會產(chǎn)生危害。因此，我國空調(diào)界對使用超級風管尚有異議。所以在加工的過程中，每道折縫和接頭處均應加膠粘接牢固，以防玻璃纖維脫落，加工安裝后需將玻璃纖維碎屑嚴格清理干凈。

3.復臺鋁箔玻纖超級風管材料的性能

3.1一般使用性能

3.2聲學性能

由于超級風管板材是吸聲材料，因而吸聲性能優(yōu)良，根據(jù)聲學原理，吸聲性能好的材料往往隔聲性能較差，但不能據(jù)此否定超級風管，關鍵在于空調(diào)系統(tǒng)設計師的靈活處理運用。

3.2.1吸聲性能

由于超級風管去除了傳統(tǒng)風管的鍍鋅鐵皮，玻璃纖維層能夠與氣流直接接觸，使得玻璃纖維的吸聲性能得以施展發(fā)揮。該產(chǎn)品與國產(chǎn)超細玻璃棉的吸聲性能?？梢姡擄L管材料厚度小于國產(chǎn)風管材料，但吸聲系數(shù)卻較高，相應地單位長度風管消聲量也較大。

3.2.2隔聲性能

根據(jù)聲學原理，吸聲材料要求表面具有孔隙，結構松軟，而隔聲材料要求密度大、厚重，因此一般的吸聲材料的隔聲性能均不佳。可見，雖然超級風管管板材料的吸聲性能優(yōu)異，但隔聲性能較差。行業(yè)內(nèi)有些人士錯誤地認為超級風管可以代替消聲器，殊不知消聲器陳了吸聲作用外，隔聲也是一個不可忽視的指標。如用該產(chǎn)品代替消聲器，則噪聲會穿透管壁傳人室內(nèi)，影響室內(nèi)的噪聲指標。

3.2.3流體力學性能

根據(jù)Johns Manville公司提供的資料，以內(nèi)徑d=400rnm，長f=6100m1，管內(nèi)風速u=10.16m/s的風管為例，進口超級風管與國產(chǎn)風管對比。

超級風管阻力比傳統(tǒng)鍍鋅鐵皮風管大1/4。阻力增大的原因是因其表面粗糙，凹凸不平，阻力特性不同于鍍鋅鐵皮風管，在設計時需根據(jù)具體情況計算。

3.2.4防漏風性能由資料摘錄風管泄漏系數(shù)

可見，其泄漏量很小，達到SMACNA泄漏量6級。原因在于風管同的接頭采用承插接口，而且該風管采用整塊材料折合，接縫少，結臺處采用專用密封膠和熱力密封膠帶封固。

3.2.5機械強度

超級風管材料由于特殊的加工工藝，其剛性比國產(chǎn)保溫用復合鋁箔離心玻璃纖維氈好，但該公司在產(chǎn)品樣本和設計手冊中均未提供其抗彎曲、抗拉伸等常規(guī)的機棱性能參數(shù)。而傳統(tǒng)風管的相應數(shù)據(jù)就較齊備，設計選用方便。不同風壓下不加強風管的最大制作尺寸，大于該尺寸的風管應接402mm模數(shù)間隔加強，施工工作量增加。當就此問題詢問該公司時，該公司的回答是當需要時，可在鐵皮風管內(nèi)加超級風管內(nèi)襯材料（無鋁箔層），或選擇定購中壓型超級風管產(chǎn)品（增加壁厚），但造價將大大上升。由此可見，超級風管系統(tǒng)的開發(fā)工作還遠未達到傳統(tǒng)風管的水平，國內(nèi)空調(diào)界有必要加緊投入研究，填補其空白。

3.2.6防積塵和抗苗性能

超級風管產(chǎn)品樣本上介紹該產(chǎn)品內(nèi)表面涂有一種阻燃抑制微生物生長的聚丙烯涂料，具有較強的防苗性能。但我們收到的樣品內(nèi)表面的涂料層是粗糙的開孔透氣結構，實際使用的過程中易產(chǎn)生積塵現(xiàn)象。正如資料中指出的：“給予一定的條件，微生物還是會在積累的灰塵中生長”。根據(jù)我國空詞系統(tǒng)的實際使用經(jīng)驗，風管內(nèi)部積累的灰塵是不易也較少有機會清理的，而我國目前的大氣品質(zhì)與美國相比差距較大，采用超級風管產(chǎn)品時，應為空調(diào)系統(tǒng)配置性能較好的過濾器（系統(tǒng)風壓、耗電、造價等均會增加）。

超級風管板材在消聲、密封性、重量等方面優(yōu)于傳統(tǒng)風管，在防火性能上稍低于傳統(tǒng)風管（考慮到超級風管內(nèi)層滁科等為高分子有機材料），在保溫性能上接近國產(chǎn)復合鋁箔離心玻璃棉氈。但在隔聲、機槭強度、耐高濕抗水性和抗積塵等方面大大不如傳統(tǒng)風管。在價格方面，目前超級風管成品（包括安裝費）大約在16e元/m2左右，并不比傳統(tǒng)風管占優(yōu)勢（因其主材進口價格高），在加工制作大尺寸風管時，還可能高于傳統(tǒng)風管。其實，超級風管的目前的真正優(yōu)勢，在于其加工性能和對建筑的適應性等方面。

4.超級風管的優(yōu)勢

4.1加工安裝方便

超級風管材質(zhì)輕，連接簡單，工序短，安裝時工效高。由于風管在工廠化加工時，就已加工好接口，安裝時只需施腔，貼密封鋁箔?，F(xiàn)場和圖紙尺寸有差異時，因風管在加工時已留有余量，現(xiàn)場切割也很方便。吊裝時，所需吊架簡單，數(shù)量少，幾乎不用機械，安裝周期短，睬受業(yè)主歡迎。在與水、電、氣等專業(yè)管道交錯時，風管可以適當壓扁，回避交叉。由于對支架要求低，在建筑承重情況不利時，更有其優(yōu)越性。風管沒有法蘭，風管表面平整美觀，優(yōu)于傳統(tǒng)風管。

4.2運輸方便

由于材料韌性好，可抵抗運輸和安裝過程中的碰撞，減少損壞。運輸時，風管長度一致，小風管可以套在大風管內(nèi).實在不行還可以將風管壓扁或展開捆扎運輸，不用擔心其損壞。

4.3產(chǎn)品規(guī)范化

超級風管系列所有產(chǎn)品，從管板材料、加工設備到密封材料都有證書和注冊，有嚴格的規(guī)格標準和標記。有符合IS09000（ANSIfAS（～90）的品質(zhì)標準證書，符合美國和國際上的有關標準，如ULl81一級風管，ASHRAE62 89.ASTM（21和G22等）。因此，其產(chǎn)品制作質(zhì)量穩(wěn)定，外形美觀。

5.結論

綜上所述，從技術角度講，該風管從機槭強度、防火性能、使用溫度（如不能用于防火排煙管道）和壓力范圍（特別是負壓），防潮防水和凈化等級等指標方面目前還不能取代傳統(tǒng)風管。但是，從安裝、標準化、產(chǎn)品外觀、對建筑的適應性方面來講，明顯優(yōu)于傳統(tǒng)風管。由于隔聲性能不佳，該產(chǎn)品不能取代消聲器，其吸聲性能的優(yōu)勢得不到發(fā)揮，但用于末端風管可以起到防止相鄰房闡串音的作用。該產(chǎn)品屬于新型節(jié)能復合材料，在我國尚無有關規(guī)范可引用，在進一步開發(fā)和完善方面尚有較大的問題和潛力。在經(jīng)濟性方面，目前該產(chǎn)品的進13價格約為同等厚度國產(chǎn)復合鋁箔離心玻璃棉保溫氈的4-5倍，實際市場價格，完全取決于該公司的營銷價格政策。超級風管雖有其不足之處，但其擁有的種種優(yōu)點足以打動業(yè)主們，特別是在買方市場條件下，極具競爭力。

從該產(chǎn)品中，我們可了解復合材料技術對產(chǎn)品附加值提高的作用，看到國產(chǎn)產(chǎn)品的研制開發(fā)水平與國際上的差距。國內(nèi)空詞界必須重規(guī)該產(chǎn)品，積極解放思想，開拓市場，花大力氣對其進行開發(fā)研究，改進其不足之處。在工程應用時應注意揚長避短，實事求是。有關企業(yè)應牢固地樹立品牌意識，積極使產(chǎn)品標準與國際接軌，才能在國際和國內(nèi)的市場競爭中立于不敗之地。 [科]