復合鋁箔玻璃纖維風管性能剖析
分析了復合鋁箔玻璃纖維風管的構成、特點，說明該產品的性能優勢和局限性。認為采用復合材料替代傳統材料是當代技術發展的大趨勢，該產品目前雖不能完全取代傳統風管，但很有發展潛力，國內空調界應引起重視，加強開發研究。
1、超級風管的歷史
玻璃纖維具有良好的保溫隔熱、吸聲、強力和化學穩定性等特性，是制作復合材料的選原料。由于復合鋁箔離心玻璃纖維屬不燃型材料，符合GBJ 16-87《建筑設計防火規范》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，已成為空調工程中一種傳統做法。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，需要增設空調設備，但傳統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研究，形成了今天的超級風管系統。
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，由外向內共有4層。
外層：由鋁箔一布(玻璃纖維網)一紙(阻燃)所組成的復合鋁箔，作為風管的外圍保護層；敬內層：低密度玻璃纖維氈；
內層：高密度玻璃纖維氈，主要用于提高風管的低頻吸聲性能；
內層：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，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，質脆易斷，雖然內表面蹤有聚丙烯，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，對人體會產生危害。因此，我國空調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，因而吸聲性能優良，根據聲學原理，吸聲性能好的材料往往隔聲性能較差，但不能據此否定超級風管，關鍵在于空調系統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揮。該產品與國產超細玻璃棉的吸聲性能分別如表2和表3所示。由表中可見，該風管材料厚度小于國產風管材料，但吸聲系數卻較高，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。由表4可見，雖然超級風管管板材料的吸聲性能優異，但隔聲性能較差。行業內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。如用該產品代替消聲器，則噪聲會穿透管壁傳人室內，影響室內的噪聲指標。
3.2.3流體力學性能
根據Johns Manville公司提供的資料，以內徑d=400rnm，長f=6100m1，管內風速u=10.16m／s的風管為例，進口超級風管與國產風管對比如表5所示：
由表5可見．超級風管阻力比傳統鍍鋅鐵皮風管大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，在設計時需根據具體情況計算。
3.2.4防漏風性能由資料[2]摘錄風管泄漏系數列于表6。由表中可見，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，其剛性比國產保溫用復合鋁箔離心玻璃纖維氈好，但該公司在產品樣本和設計手冊中均未提供其抗彎曲、抗拉伸等常規的機棱性能參數。而傳統風管的相應數據就較齊備，設計選用方便。不同風壓下不加強風管的大制作尺寸如表7所示，大于該尺寸的風管應接402mm模數間隔加強，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，可在鐵皮風管內加超級風管內襯材料(無鋁箔層)，或選擇定購中壓型超級風管產品(增加壁厚)，但造價將大大上升。由此可見，超級風管系統的開發工作還遠未達到傳統風管的水平，國內空調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
超級風管產品樣本上介紹該產品內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生積塵現象。正如資料[2]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”。根據我國空詞系統的實際使用經驗，風管內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與美國相比差距較大，采用超級風管產品時，應為空調系統配置性能較好的過濾器(系統風壓、耗電、造價等均會增加)。
綜上所述，超級風管板材在消聲、密封性、重量等方面優于傳統風管，在防火性能上稍低于傳統風管(考慮到超級風管內層滁科等為高分子有機材料)，在保溫性能上接近國產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，并不比傳統風管占優勢(因其主材進口價格高)，在加工制作大尺寸風管時，還可能高于傳統風管。其實，超級風管的目前的真正優勢，在于其加工性能和對建筑的適應性等方面。
4、超級風管的優勢
4.1加工安裝方便
超級風管材質輕，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場和圖紙尺寸有差異時，因風管在加工時已留有余量，現場切割也很方便。吊裝時，所需吊架簡單，數量少，幾乎不用機械，安裝周期短，睬受業主歡迎。在與水、電、氣等專業管道交錯時，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，更有其優越性。風管沒有法蘭，風管表面平整美觀，優于傳統風管。
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．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產品規范化
超級風管系列所有產品，從管板材料、加工設備到密封材料都有證書和注冊，有嚴格的規格標準和標記。有符合IS09000(ANSIfAS(~90)的品質標準證書，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，其產品制作質量穩定,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風管。但是，從安裝、標準化、產品外觀、對建筑的適應性方面來講，明顯優于傳統風管。由于隔聲性能不佳，該產品不能取代消聲器，其吸聲性能的優勢得不到發揮，但用于末端風管可以起到防止相鄰房闡串音的作用。該產品屬于新型節能復合材料，在我國尚無有關規范可引用，在進一步開發和完善方面尚有較大的問題和潛力。在經濟性方面，目前該產品的進13價格約為同等厚度國產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，但其擁有的種種優點足以打動業主們，特別是在買方市場條件下，極具競爭力。
從該產品中，我們可了解復合材料技術對產品附加值提高的作用，看到國產產品的研制開發水平與國際上的差距。我們應該積極解放思想，開拓市場，花大力氣對其進行開發研究，改進其不足之處。在工程應用時應注意揚長避短，實事求是。有關企業應牢固地樹立品牌意識，積極使產品標準與國際接軌，才能在國際和國內的市場競爭中立于不敗之地
1、超級風管的歷史
玻璃纖維具有良好的保溫隔熱、吸聲、強力和化學穩定性等特性，是制作復合材料的選原料。由于復合鋁箔離心玻璃纖維屬不燃型材料，符合GBJ 16-87《建筑設計防火規范》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，已成為空調工程中一種傳統做法。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，需要增設空調設備，但傳統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研究，形成了今天的超級風管系統。
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，由外向內共有4層。
外層：由鋁箔一布(玻璃纖維網)一紙(阻燃)所組成的復合鋁箔，作為風管的外圍保護層；敬內層：低密度玻璃纖維氈；
內層：高密度玻璃纖維氈，主要用于提高風管的低頻吸聲性能；
內層：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，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，質脆易斷，雖然內表面蹤有聚丙烯，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，對人體會產生危害。因此，我國空調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，因而吸聲性能優良，根據聲學原理，吸聲性能好的材料往往隔聲性能較差，但不能據此否定超級風管，關鍵在于空調系統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揮。該產品與國產超細玻璃棉的吸聲性能分別如表2和表3所示。由表中可見，該風管材料厚度小于國產風管材料，但吸聲系數卻較高，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。由表4可見，雖然超級風管管板材料的吸聲性能優異，但隔聲性能較差。行業內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。如用該產品代替消聲器，則噪聲會穿透管壁傳人室內，影響室內的噪聲指標。
3.2.3流體力學性能
根據Johns Manville公司提供的資料，以內徑d=400rnm，長f=6100m1，管內風速u=10.16m／s的風管為例，進口超級風管與國產風管對比如表5所示：
由表5可見．超級風管阻力比傳統鍍鋅鐵皮風管大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，在設計時需根據具體情況計算。
3.2.4防漏風性能由資料[2]摘錄風管泄漏系數列于表6。由表中可見，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，其剛性比國產保溫用復合鋁箔離心玻璃纖維氈好，但該公司在產品樣本和設計手冊中均未提供其抗彎曲、抗拉伸等常規的機棱性能參數。而傳統風管的相應數據就較齊備，設計選用方便。不同風壓下不加強風管的大制作尺寸如表7所示，大于該尺寸的風管應接402mm模數間隔加強，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，可在鐵皮風管內加超級風管內襯材料(無鋁箔層)，或選擇定購中壓型超級風管產品(增加壁厚)，但造價將大大上升。由此可見，超級風管系統的開發工作還遠未達到傳統風管的水平，國內空調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
超級風管產品樣本上介紹該產品內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生積塵現象。正如資料[2]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”。根據我國空詞系統的實際使用經驗，風管內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與美國相比差距較大，采用超級風管產品時，應為空調系統配置性能較好的過濾器(系統風壓、耗電、造價等均會增加)。
綜上所述，超級風管板材在消聲、密封性、重量等方面優于傳統風管，在防火性能上稍低于傳統風管(考慮到超級風管內層滁科等為高分子有機材料)，在保溫性能上接近國產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，并不比傳統風管占優勢(因其主材進口價格高)，在加工制作大尺寸風管時，還可能高于傳統風管。其實，超級風管的目前的真正優勢，在于其加工性能和對建筑的適應性等方面。
4、超級風管的優勢
4.1加工安裝方便
超級風管材質輕，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場和圖紙尺寸有差異時，因風管在加工時已留有余量，現場切割也很方便。吊裝時，所需吊架簡單，數量少，幾乎不用機械，安裝周期短，睬受業主歡迎。在與水、電、氣等專業管道交錯時，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，更有其優越性。風管沒有法蘭，風管表面平整美觀，優于傳統風管。
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．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產品規范化
超級風管系列所有產品，從管板材料、加工設備到密封材料都有證書和注冊，有嚴格的規格標準和標記。有符合IS09000(ANSIfAS(~90)的品質標準證書，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，其產品制作質量穩定,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風管。但是，從安裝、標準化、產品外觀、對建筑的適應性方面來講，明顯優于傳統風管。由于隔聲性能不佳，該產品不能取代消聲器，其吸聲性能的優勢得不到發揮，但用于末端風管可以起到防止相鄰房闡串音的作用。該產品屬于新型節能復合材料，在我國尚無有關規范可引用，在進一步開發和完善方面尚有較大的問題和潛力。在經濟性方面，目前該產品的進13價格約為同等厚度國產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，但其擁有的種種優點足以打動業主們，特別是在買方市場條件下，極具競爭力。
從該產品中，我們可了解復合材料技術對產品附加值提高的作用，看到國產產品的研制開發水平與國際上的差距。我們應該積極解放思想，開拓市場，花大力氣對其進行開發研究，改進其不足之處。在工程應用時應注意揚長避短，實事求是。有關企業應牢固地樹立品牌意識，積極使產品標準與國際接軌，才能在國際和國內的市場競爭中立于不敗之地
