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怡塑宝(insulbar®)四十年专注隔热型材

Wilfried Ensinger 先生被誉为塑料技术的先驱者、门窗和外立面结构隔热界的领路人。

1977年,恩欣格先生研发了世界上第一款用于门窗和外立面金属框架的隔热型材。该隔热型材可以减少冷凝,保证能源效率和舒适性。得益于隔热技术,高层建筑大面积玻璃窗的趋势至今仍方兴未艾。

能源是宝贵的资源。尤其当成本攀升,客户会愈发深刻地认识到这一点。在1973年的石油危机中,矿物燃料价格在短短一年中翻了两番,于是人们意识到自己对珍稀资源是多么依赖。而建筑行业提高效能的巨大潜力正待发掘。根据联合国环境规划署发布的《2016世界现状报告》,时至今日,建筑业仍占全球能量消耗和碳排放总量的将近三分之一。潜在的节约空间有多大? 60%以上。

“当然,七十年代的情况跟现在很不同,”恩欣格先生回忆道,“虽然当时建筑隔热新材料的数量大幅增加,但接受率很低。门窗和外立面的金属框架是浪费能源的罪魁祸首,必须做出改变。”铝材系统制造商嗅到了时代先机,开始寻求提高产品能源效率的方法。于是,当时的塑料合作商恩欣格 (Ensinger) 公司开始扮演研发伙伴的角色。

隔热型材

“铝是绝佳的建筑材料:轻盈、稳定、耐腐蚀、可回收。”恩欣格先生对这种材料赞赏有佳。但铝的导热系数高达160W/mK。由特殊塑料制成的隔热条可以成为连接窗户框架内外侧的必要热阻隔。“要做到这一点,隔热型材必须经过精密处理,牢固耐用。因为玻璃表面积越大,框架需要稳定承受的重量和风荷载就越大,在高温或低温环境下至少要保证40年的服务寿命。”

自那时起,人们就开始初步探索提高隔热能力的途径。有些公司使用聚氨酯泡沫塑料进行框架填充,有些使用环氧树脂硬化长纤维条,还有些使用尼龙或聚酯短片。但系统制造商遇到了塑料材料应用中的重大难题:在对组件进行阳极氧化或高温上釉的过程中,塑料元素会发生变形,无法保持稳定状态。即使当时最先进的解决方案依然存在高缺陷率、过于繁琐、耗时且昂贵等种种弊端。

精密塑料

恩欣格 (Ensinger) 公司仅成立于1966年,市场凭什么相信一个年轻的公司能提供更好的解决方案呢?“我们采用的方法发挥了关键作用,也正是这个方法让我走上了创业之路。”公司创始人恩欣格先生回忆道,“当时,我们是唯一有能力按照精密程度要求提供玻璃纤维增强塑料产品的供应商。德国工业标准要求公差应在+/-0.2mm范围内,但对这一类应用来说显然不够。我们达到了公差在+/-0.2mm范围内的要求——以现成挤压网而非机器加工品的形式。后来,这个消息一传十,十传百。

当系统供应商威克纳(Wicona)向恩欣格提出相关要求时,他们倾向于使用玻璃纤维增强聚酰胺66。该材料的热膨胀系数与铝的热膨胀系数完美契合,可以最大程度地减小温度变化带来的压力,使在高达200摄氏度的情况下使用热处理为铝塑料组件涂层成为可能。通过与巴斯夫公司(BASF)的合作,对该材料的耐腐蚀性,及其与建筑施工中常见的70种不同的物质和工艺的相容性进行了测试。

通过内部测试的首批型材

为保证该塑料型材能够以所需的稳定性永久正常使用,恩欣格提出,除摩擦咬合锁紧之外,还应具备正向咬合锁紧功能:这可以通过铰齿纵向咬合来确保将铝导板锁在隔热条中实现——即如今滚花和轧制的雏形。通过与罗森海姆门窗技术研究院和联邦材料研究与测试研究所通力合作,这种新型组件通过了大量检测,结果显示,高度精密处理过的铝制型材均性能良好,而其他型材效果一般。该型材的稳定性可谓出类拔萃。

作为标准化的基础,该框架组件经过了详尽的机械和温度测试,并对其剪切强度和横向抗拉性能进行了检查,测试结果被发表在贸易期刊上。“这为我们公司和客户增加了一定程度的信心,帮助我们打入市场。”恩欣格先生回忆道。1977年,该隔热型材投付量产,之后进一步取得了长足发展(详见里程碑记录),并以怡塑宝(insulbar®)为品牌名畅销全球。

发挥效率潜能

该隔热型材大大降低了金属框架的导热系数(Uf)。由于窗框表面的框架比例通常在10%-60%之间,相应地对窗户导热值(UW)造成了较大影响。得益于卓越的隔热技术,恩欣格甚至可以达到被动式节能屋标准的严苛要求,将窗户导热值控制在0.8 W/m2K以下。

“我们的产品面临着极其多变的要求,我们会按照标准来提供个性化的需求。” 恩欣格先生解释道。对防火和可持续性的更高要求是公司曾着力解决的首要问题:因此我们为防火系统研发了阻燃且不熔的隔热条。另外,恩欣格 (Ensinger) 为使建筑认证更为容易,还按照当今最严格的可持续性标准即“摇篮到摇篮材料健康”认证,对其常规隔热型材进行了认证,并确保由 100 % 可循环利用的聚酰胺制成的RE系列隔热型材获得环境产品声明 (EPD)。

 扩大产品收益

对面积更大、材质更重的玻璃装配材料需求的增长意味着对金属框架组件的更高要求。恩欣格相信,除却美观和静态稳定性之外,功能性

也将成为一个重要的考量因素。这意味着眩目防护、安全性、照明或操作元件将很快成为所有框架系统的必备组成部分。那么,市场对隔热型材的需求还会持续增长吗? “当然。”恩欣格先生毫不犹豫地说道,“监管的需求可能或多或少有些明显。但真正的需求来源于人们正在觉醒的环境意识。这就是全球的增加趋势。”

Wilfried Ensinger:个人小传

二十世纪六十年代,耐高温聚合物的引进让德国工程师Wilfried Ensinger看到并抓住了机遇。1966年,三十岁的他开始创业,在自家车库进一步研发当时还比较原始的碳玻璃纤维增强热塑性塑料工艺。

凭借新材料和工艺流程,他成功挤压出了性能确定且严格符合精密标准的复杂元件。通过与工业用户以及原材料厂商紧密合作,恩欣格不断积累着他在技术塑料、加工工艺和产品解决方案领域的成就。如今,在2300名员工的共同努力下,恩欣格 (Ensinger) 公司作为高性能塑料的商业伙伴保持全球行业领先地位。

图一/图二:1977年12月,恩欣格研发了全世界第一批用于门窗和外立面金属框架的隔热型材。1966年,他创办了专营塑料制品的恩欣格 (Ensinger) 公司,在创业的头三年与一系列知名公司密切合作进行产品研发。合作伙伴包括化学制品巨头巴斯夫公司(BASF)、铝材系统供应商威克纳(Wicona)、联邦材料研究与测试研究所(BAM)以及罗森海姆门窗技术研究院(ift Rosenheim)。

图三/图四:如今,insulbar在各种型号的型材和物料中得到广泛应用。2017年,公司通用隔热型材以其杰出的可持续性性能荣获摇篮到摇篮材料健康认证金级认证。与由 100 % 可循环利用的聚酰胺制成的RE 型材获得的环境产品声明(EPD)一样,“摇篮到摇篮材料健康认证”对于进行建筑认证(例如美国 LEED 绿色建筑认证)具备额外优势。

图五/图六:低导热率,高收益率:配有恩欣格 (Ensinger) 怡塑宝(insulbar®LO型材的整窗系统能够提供低于传统隔热型材(λ = 0.3 W/m·K) 40%的导热系数 (λ = 0.18 W/m·K) 。因此,恩欣格 (Ensinger) 型材最终可以提高整窗系统的Uf值或降低安装深度

图七:门窗和外立面金属框架隔热型材发展里程碑

图八/图九/图十:隔热型材创始人Wilfried Ensinger先生追忆公司早年发展情况。应用工程师Roland Ellwanger与恩欣格先生的儿子Klaus Ensinger补充分享了他们的见解。如今,Klaus EnsingerRoland Reber博士是恩欣格 (Ensinger) 公司管理董事会成员,旗下有2300名分布在世界各地的雇员。

照片中从左往右依次为:创始人Wilfried Ensinger(左); Roland Ellwanger, Wilfried Ensinger  (右上)Wilfried Ensinger, Klaus Ensinger(右)

照片来源:Ensinger GmbH, Germany

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