FTC自调温相变蓄能材料应用

黄冠然

摘 要: 针对建筑节能的重要性, 从材料的作用机理、特点、施工工艺、应用范围等方面介绍了 FTC 自调温相变蓄能材料,进行了该蓄能材料的效益分析, 总结出该材料具有施工简捷、操作容易、料体质轻、凝固快、综合造价低等特点。

关键词: FTC自调温相变蓄能材料；机理及特点；应用

中图分类号：O434文献标识码： A

引言

我国能源匮乏,经济发展越发迅猛,需要更多的能源支撑, 新型建筑节能材料的广泛应用将为社会节能降耗做出重要贡献。FTC自调温相变节能建筑材料是以水镁石纤维等无机材料为原料,合理选用并添加相变材料及其他辅助材料, 经科学配比及特殊工艺复合而成,通过相变介质的相态变化,可在一定范围内调节室内温度等的新型建筑节能材料。传统工艺中的外墙保温节能材料聚苯乙烯泡沫塑料板、胶粉聚苯颗粒等, 在施工操作中直至交付使用过程中,不同程度存在性能折减、操作略繁、渗水、开裂、脱落等问题。而FTC除具备节能效果明显的优点外,在很大程度上克服了上述缺陷, 提供了建筑高效节能的新的可靠途径。

一、FTC自调温相变蓄能材料作用机理

FTC自调温相变蓄能材料（以下简称 FTC材料）是以硅质材料等作为骨架材料，经科学配比合理选用并添加相变材料及其他辅助材料，利用植物临界萃取、真空冷冻析层、蒸馏、皂化等工艺复合而成，是根据不同温度相变点调节室温的原创科技新材料，具有隔声、防火、保温、隔热等功能。它突破传统保温材料单一热阻性能，具有热融性和热阻性两大绝热性。利用相变调温机理，通过蓄能介质的相态变化实现对热能的储存，改善室内热循环质量，当环境温度低于一定值时，相变材料由液态凝结为固态，释放热量；当环境温度高于一定值时，相变材料由固态融化为液态，吸收热量，使室温相对平衡，可在一定范围内调节室内温度，FTC是一种新型建筑节能材料。

二、FTC自调温相变蓄能材料的特点分析

经实践证明FTC自调温相变节能材料 38 mm 厚材料优于50 mm 挤塑板保温性能, 达到节能 65%的要求。FTC 材料与传统施工方法比较, 其先进性和新颖性体现在如下几方面:

1、工期: FTC 材料按施工工序手工抹制, 方便快捷, 材料容重为 358 kg/ m3, 在操作工作面随拌随抹, 托灰板每次托料质量很轻, FTC 材料自身及与基层材料粘合力好, 塑料及木板抹子每次涂抹面积大。第一层压实厚度控制在 10 mm 以内, 初凝后,涂抹第二遍厚度不超过 20 mm( 顶棚为 15 mm) , 施工速度快, 单位时间完成实物量大。另一特点, 构件基层处理方便快捷、简单,仅对混凝土结构表面抹 3 mm-5 mm 厚界面剂, 而加气混凝土砌块、陶粒、空心砖及粉煤灰砖等填充墙体表面只要清除浮尘, 用水湿润即可施工, 无需其他处理。传统工艺中聚苯板施工, 要使用胶粘剂与基层墙体粘贴, 并辅以锚栓固定, 打眼、安装锚栓固定( FTC 材料仅面层为贴砖时方使用锚栓)。另外在其表面需单独做聚合物抗裂砂浆保护层, 工序较多。而胶粉聚苯颗粒料浆做法, 基层墙体界面处理要单独施工, 每次抹 3 mm-5 mm 厚, 24 h后进行下一次施工, 速度慢, 单位时间完成量小, 还要做抗裂砂浆保护层施工, 且需两次抹成。传统工艺中岩棉板外墙保温工序更多, 安装龙骨、填实岩棉板、安装面板、自攻螺钉固定, 更为繁琐,单位时间完成量较小。综上情况可见, FTC 材料施工方便快捷,可明显提高施工速度, 缩短工期。

2、质量: FTC 材料当量导热系数为 0.028 W/( m#K)。干表观密度为358 kg/m3, 抗压强度为346 kPa,抗拉强度为 0.13 MPa, 燃烧时能达到 A1级。FT C 材料经耐候性实验后, 拉伸粘结强度为 0.34 MPa, 破坏部位为保温层内部, 系统抗冲击强度达到3J级。FTC 保温节能材料性能质量符合设计及国家规范规定, 经若干工程实践, FTC 材料与基层之间及各层间粘结牢固,不脱层、不空鼓、不开裂、粘结性极好。另外材料干燥成型后, 在水中浸泡不松散、不同性、不粉化、不变形,能确保使用寿命耐久。

3、安全: FTC 材料与基底整体粘结随意性好、无空鼓, 避免负风压撕裂和脱落。材料中有机物与主墙基底存在游离酸反应形成化合物, 渗入主墙微孔隙中, 形成共同体, 确保干态粘结性, 并改善湿态粘结保值率, 具有极好的粘结性。

三、FTC自调温相变蓄能材料施工工艺流程范围及要点

1、工艺流程及范围

基底处理→贴饼、冲筋→分层涂抹→面层作业

FTC 自调温相变蓄能建筑材料可应用于非严寒地区的工业与民用建筑、公用建筑等外墙外保温( 涂料或贴瓷砖等饰面) 、外墙内保温、室内湿度调节, 并应用在分户隔墙、吊顶、楼梯间、屋面、顶棚等需要保温、隔热的部位。

2、施工要点

2.1 施工准备：基层施工完毕，并验收合格；做平整度等处理。如果误差大于 10 mm，应该用水泥砂浆找平、留毛面，并需保证水泥砂浆找平层不空鼓开裂。如果误差超过 20 mm的，必须按国家有关建筑规范要求进行处理，达到标准；按设计厚度要求弹厚度控制线；贴饼、冲筋。

2.2基层处理：混凝土结构表面抹 3 mm-5 mm厚的界面砂浆（使用粉状界面剂或按水泥∶中砂∶界面剂 =1∶1∶0.8 的重量比配制），严禁遗漏。

2.3分层涂抹：拌料，按 FTC料∶水 =1∶2(重量)搅拌均匀成膏状，随拌随用；分层涂抹，第一层必须压实，厚度不可超过 20 mm，表面呈毛面。第一层初凝后，立即涂抹第二层，分层之间留毛面。以此类推，直到设计厚度为止。同时找平、留毛面。分层涂抹时应适度按压，以确保层与层能形成有效粘结，但不可在同一部位来回抹压。在涂抹中，若发现有鼓包产生，应及时剔除补抹。分层涂抹时，FTC材料表面不可收光，必须保证表面毛糙，同时做下一层涂抹一定要在上一层 FTC材料未干燥前进行，确保粘结。

四、FTC自调温相变蓄能材料的质量控制与效益分析

1、质量控制

1.1 FTC材料施工应满足《建筑装饰装修工程质量验收规范》（GB50210- 2001）、《建筑节能工程施工质量验收规范》（GB 50411- 2007）等标准的相关规定。

1.2 所用材料进场后，应进行检验，其品种、配比、规格、性能必须符合设计和有关标准的要求，不得雨淋、受潮，并在保质期内使用。FTC材料现场复检批次，每 500 m3为一批，需复检其干表观密度、抗压强度、当量导热系数以及线性收缩率。

1.3 保温层厚度必须符合设计要求，单点厚度检测不允许出现负误差。保温层与结构之间必须粘结牢固，无脱层、空鼓及裂缝。基层表面洁净，接茬平整，无抹纹，线角顺直、清晰。严禁在 FTC材料中掺加其他建筑材料，严禁使用机械搅拌。工程施工期间以及完工后 24 h 内，基层及环境空气温度不应低于 5℃。

2、效益分析

FTC自调温相变蓄能建筑材料可替代基底抹灰层，节省了基底处理的材料费和人工费。FTC材料可收集多余热量，适时平稳释放，梯度变化小，有效降低损耗量，室温可趋于稳定。利用相变调温机理，可使电负荷“削峰平谷”，充分利用电力资源，平衡用电过度的峰谷差，提高能量利用效率，减少能源浪费，达到建筑节能的要求，具有可观的经济效益社会效益，若大量应用还可缓解我国城市的环境污染问题。FTC材料相变潜热值大，具有较高蓄热密度，节能效果明显，经国家建材测试中心检测厚度 38 mmFTC相变材料，传热系数为 0.59 w/ （m2·k），优于 50 m厚挤塑板保温性能，达到节能 65%要求，为建筑节能提供新的可靠途径。

结束语

该材料突破传统保温材料单一热阻性能，具有热熔性和热阻性两大绝热性。通过二元相变原理，相变潜热值大，具有较高蓄热密度，蓄、放热过程近似等温的特点，节能效果明显。经国家建设部科技成果鉴定，通过材料相变，熔化吸热，凝结放热使室内温度相对平衡，达到建筑节能，推广后会有较好的社会和经济效益，该项研究成果对相变蓄能在建筑相关应用领域有技术方面的推进，具有国内先进水平。

参考文献

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