复合铝箔玻璃纤维风管性能剖析

摘要：分析了复合铝箔玻璃纤雏风管的构成、特点，说明该产品的性能优势和局限性。认为采用复合材料替代传统材料是当代技术发展的大趋势，该产品目前虽不能完全取代传统风管，但很有发展潜力，国内空调界应引起重视，加强开发研究。

关键词：铝箔 玻璃纤维 风管

1超级风管的历史

　　玻璃纤维具有良好的保温隔热、吸声、强力和化学稳定性等特性，是制作复合材料的首选原料。由于复合铝箔离心玻璃纤维属不燃型材料，符合GBJ 16-87《建筑设计防火规范》的要求，用镀锌钢板和角钢法兰制作风管，复合铝箔玻璃纤维毡做外层的保温和保护层，已成为空调工程中一种传统做法。由于玻璃纤维对人体有害，因此，很少有人尝试单独用玻璃纤维制作风管。
　　80年代，美国西雅图的许多搂字改变用途，需要增设空调设备，但传统的铁皮风管受到了一些楼宇层高和吊顶承重能力的限制。于是美国Johlls Manville公司创造性地用吸声的玻璃纤维复合材料制作风管，并采用了一定的密封措施，使用效果很好，受到用户的欢迎。而后，该公司又对其进行进一步开发研究，形成了今天的超级风管系统。

2超级风管材料的构成

2.1结构
　　超级风管是由复合铝箔和离心玻璃纤维制成的，由外向内共有4层。
　　外层：由铝箔一布(玻璃纤维网)一纸(阻燃)所组成的复合铝箔，作为风管的外围保护层；敬内层：低密度玻璃纤维毡；
　　内层：高密度玻璃纤维毡，主要用于提高风管的低频吸声性能；
　　最内层：黑色聚丙烯吸声防菌涂料(阻燃)。该层将玻璃纤维凝聚在一起，防止其脱离后随风进入室内，同时提高了高额吸声性能。

2.2主材对样品进行显徽镜测量，测得超级风管的玻璃纤维直径为5-275,μm，属普通离心玻璃纤维，质脆易断，虽然内表面踪有聚丙烯，但在加工过程中不可避免地会　　对风管形成污染。如果散落的玻璃纤维随风飘落到室内，对人体会产生危害。因此，我国空调界对使用超级风管尚有异议。所以在加工的过程中，每道折缝和接头处均应加胶粘接牢固，以防玻璃纤维脱落，加工安装后需将玻璃纤维碎屑严格清理干净。

3复台铝箔玻纤超级风管材料的性能

3.1一般使用性能
　　风管材料特性见表1。

3.2声学性能
　　由于超级风管板材是吸声材料，因而吸声性能优良，根据声学原理，吸声性能好的材料往往隔声性能较差，但不能据此否定超级风管，关键在于空调系统设计师的灵活处理运用。
3.2.1吸声性能
　　由于超级风管去除了传统风管的镀锌铁皮，玻璃纤维层能够与气流直接接触，使得玻璃纤维的吸声性能得以施展发挥。该产品与国产超细玻璃棉的吸声性能分别如表2和表3所示。由表中可见，该风管材料厚度小于国产风管材料，但吸声系数却较高，相应地单位长度风管消声量也较大。

3.2.2隔声性能
　　根据声学原理，吸声材料要求表面具有孔隙，结构松软，而隔声材料要求密度大、厚重，因此一般的吸声材料的隔声性能均不佳。由表4可见，虽然超级风管管板材料的吸声性能优异，但隔声性能较差。行业内有些人士错误地认为超级风管可以代替消声器，殊不知消声器陈了吸声作用外，隔声也是一个不可忽视的指标。如用该产品代替消声器，则噪声会穿透管壁传人室内，影响室内的噪声指标。

3.2.3流体力学性能
　　根据Johns Manville公司提供的资料，以内径d=400rnm，长f=6100m1，管内风速u=10.16m／s的风管为例，进口超级风管与国产风管对比如表5所示：
　　由表5可见．超级风管阻力比传统镀锌铁皮风管大1／4。阻力增大的原因是因其表面粗糙，凹凸不平，阻力特性不同于镀锌铁皮风管，在设计时需根据具体情况计算。
3.2.4防漏风性能由资料[2]摘录风管泄漏系数列于表6。由表中可见，其泄漏量很小，达到SMACNA泄漏量6级。原因在于风管同的接头采用承插接口，而且该风管采用整块材料折合，接缝少，结台处采用专用密封胶和热力密封胶带封固。

3.2.5机械强度
　　超级风管材料由于特殊的加工工艺，其刚性比国产保温用复合铝箔离心玻璃纤维毡好，但该公司在产品样本和设计手册中均未提供其抗弯曲、抗拉伸等常规的机棱性能参数。而传统风管的相应数据就较齐备，设计选用方便。不同风压下不加强风管的最大制作尺寸如表7所示，大于该尺寸的风管应接402mm模数间隔加强，施工工作量增加。当就此问题询问该公司时，该公司的回答是当需要时，可在铁皮风管内加超级风管内衬材料(无铝箔层)，或选择定购中压型超级风管产品(增加壁厚)，但造价将大大上升。由此可见，超级风管系统的开发工作还远未达到传统风管的水平，国内空调界有必要加紧投入研究，填补其空白。

3.2.6防积尘和抗苗性能
　　超级风管产品样本上介绍该产品内表面涂有一种阻燃抑制微生物生长的聚丙烯涂料，具有较强的防苗性能。但我们收到的样品内表面的涂料层是粗糙的开孔透气结构，实际使用的过程中易产生积尘现象。正如资料[2]中指出的：“给予一定的条件，微生物还是会在积累的灰尘中生长”。根据我国空词系统的实际使用经验，风管内部积累的灰尘是不易也较少有机会清理的，而我国目前的大气品质与美国相比差距较大，采用超级风管产品时，应为空调系统配置性能较好的过滤器(系统风压、耗电、造价等均会增加)。

　　综上所述，超级风管板材在消声、密封性、重量等方面优于传统风管，在防火性能上稍低于传统风管(考虑到超级风管内层滁科等为高分子有机材料)，在保温性能上接近国产复合铝箔离心玻璃棉毡。但在隔声、机槭强度、耐高湿抗水性和抗积尘等方面大大不如传统风管。在价格方面，目前超级风管成品(包括安装费)大约在16e元／m²左右，并不比传统风管占优势(因其主材进口价格高)，在加工制作大尺寸风管时，还可能高于传统风管。其实，超级风管的目前的真正优势，在于其加工性能和对建筑的适应性等方面。

4超级风管的优势

4.1加工安装方便
　　超级风管材质轻，连接简单，工序短，安装时工效高。由于风管在工厂化加工时，就已加工好接口，安装时只需施腔，贴密封铝箔。现场和图纸尺寸有差异时，因风管在加工时已留有余量，现场切割也很方便。吊装时，所需吊架简单，数量少，几乎不用机械，安装周期短，睬受业主欢迎。在与水、电、气等专业管道交错时，风管可以适当压扁，回避交叉。由于对支架要求低，在建筑承重情况不利时，更有其优越性。风管没有法兰，风管表面平整美观，优于传统风管。

4.2运输方便
　　由于材料韧性好，可抵抗运输和安装过程中的碰撞，减少损坏。运输时，风管长度一致，小风管可以套在大风管内．实在不行还可以将风管压扁或展开捆扎运输，不用担心其损坏。

4.3产品规范化
　　超级风管系列所有产品，从管板材料、加工设备到密封材料都有证书和注册，有严格的规格标准和标记。有符合IS09000(ANSIfAS(~90)的品质标准证书，符合美国和国际上的有关标准，如ULl81一级风管，ASHRAE62 89．ASTM(21和G22等)。因此，其产品制作质量稳定,外形美观。

5结论

　　综上所述，从技术角度讲，该风管从机槭强度、防火性能、使用温度(如不能用于防火排烟管道)和压力范围(特别是负压)，防潮防水和净化等级等指标方面目前还不能取代传统风管。但是，从安装、标准化、产品外观、对建筑的适应性方面来讲，明显优于传统风管。由于隔声性能不佳，该产品不能取代消声器，其吸声性能的优势得不到发挥，但用于末端风管可以起到防止相邻房阐串音的作用。该产品属于新型节能复合材料，在我国尚无有关规范可引用，在进一步开发和完善方面尚有较大的问题和潜力。在经济性方面，目前该产品的进13价格约为同等厚度国产复合铝箔离心玻璃棉保温毡的4--5倍，实际市场价格，完全取决于该公司的营销价格政策。超级风管虽有其不足之处，但其拥有的种种优点足以打动业主们，特别是在买方市场条件下，极具竞争力。
　　从该产品中，我们可了解复合材料技术对产品附加值提高的作用，看到国产产品的研制开发水平与国际上的差距。国内空词界必须重规该产品，积极解放思想，开拓市场，花大力气对其进行开发研究，改进其不足之处。在工程应用时应注意扬长避短，实事求是。有关企业应牢固地树立品牌意识，积极使产品标准与国际接轨，才能在国际和国内的市场竞争中立于不败之地。

6参考文献:

　　1空调国际有限公司(AHSI中国)．风管系统暖通空一主件风管定制专韭保温材料产品样本。
　　2 Johns MBn晡tle公司．HVAC风管设计指南。
　　3龚豢实．编著全国通风管道制作安装手册北京：中国建筑工业出版社。1986
　　4孙万钢．编建筑声学设计北京：中国建筑工业出版杜。1979
　　5毛建素．等ALP风管系统暖通空调。1998．28(4)