摘 要:根据国家最新规范要求,本文对新型保温材料的施工及优缺点进行分析,并提出推广。
关键词:FTC相变保温材料;施工;优缺点;效果
我单位于2012年在内蒙古自治区某地承建一栋综合楼,主要功能包括办公、会议、住宿、就餐等。建筑平面布置为“L”形,为三层框架结构,总建筑面积约为2500�O。其地区室外气象主要参数为:
1.夏季空调室外计算温度:31.6℃;夏季空调室外计算湿球温度:21.5℃;
2.冬季采暖室外计算温度:-16℃;冬季空调室外计算温度:-19℃;
3.通风室外计算温度:夏季28℃,冬季-10℃;
4.夏季平均室外风速:2.5m/s,主导风向SSE;
5.冬季平均室外风速:1.8m/s,主导风向NNW;
6.大气压力:夏季889.6hPa,冬季902.0hPa。
由于场地处于寒冷地区,根据国家有关规定,对于寒冷地区的居住、公共建筑应采取有效节能措施,以满足建筑节能的要求。因此,我单位在施工中采用FTC相变保温材料进行外墙保温。
一 FTC相变保温材料的蓄热机理
FTC相变保温材料具有在一定温度范围内改变其物理状态的能力。以固-液相变为例,在加热到熔化温度时,就产生从固态到液态的相变,熔化的过程中,FTC相变保温材料吸收并储存大量的潜热;当相变材料冷却时,储存的热量在一定的温度范围内要散发到环境中去,进行从液态到固态的逆相变。在这两种相变过程中,所储存或释放的能量称为相变潜热。物理状态发生变化时,材料自身的温度在相变完成前几乎维持不变,形成一个宽的温度平台,虽然温度不变,但吸收或释放的潜热却相当大。
二 FTC相变保温材料的特点
1.FTC相变保温材料的适用范围
FTC相变保温材料适用于工业与民用建筑、与各类建筑的外墙外保温(涂料或贴砖等饰面):外墙内保温;分户隔墙、吊顶、楼悌间、屋面、顶栅等需要隔声、保温隔热的部位。
2. FTC保温砂浆产品性能
潜热值≥2000
干表观密度(kg/m3)≤350
压剪粘结强度kPa≥50
抗压强度kPa≥200
线性收缩率(%)≤0.3
燃烧性能 A级
水蒸气温流密度g/(m2.h)≥1.2
当量导热系数(w/m.k)≤0.029
导热系数(w/m.k)≤0.060
建筑材料放射性核素限量 1Ra≤1.0 1r≤1.0
3. FTC保温砂浆防火性能
防火性能达到A级(不燃)。
三 FTC相变保温材料的施工工艺
1. 施工条件
(1)门窗框应安装牢固,并按设计或规范要求将四周门窗口缝塞严嵌实,门窗框应做好保护,然后用1:3水泥砂浆塞严抹平。
(2)FTC外墙保温的施工图、设计说明及其他设计文件己完成,施工作业方案已完成。
(3)墙面基层已按要求清理干净,脚手眼、临时孔洞己堵好,窗台、窗套等己补修整齐。
(4)外保温施工前根据施工方案己完成施工技术交底工作。
(5)施工现场环境温度及基层表面温度在施工中及施工后24h内均不得低于5℃,风力应不大于5级,风速不宜大于10m/s,夏季应避免阳光曝晒,严禁雨天施工。雨季施工时应做好防雨措施。
(6)外墙上人爬梯、水落管管卡、各类预埋件、空调板栏杆等已安装完毕,并预留出外保温层及饰面层厚度。
2. 基层处理
(1)对砌体填充墙进行全面检查,对脚手架孔洞采用C20细石砼进行填塞,剔除砌体表面粘接砂浆及杂物。
(2)清理混凝土墙面上残留的浮灰、脱模剂、油污等杂物及抹灰空鼓部位等。
(3)剔除柱接槎处劈裂的混凝土块、夹杂物、空鼓等,并重新进行修补;窗台挑檐按照2%用水泥砂浆找坡,外墙各种洞口用细石砼填塞密实。
(4)对墙体表面平整度、垂直度检查,超差时对突出墙面处进行剔凿打磨,对凹进部位进行找补;以确保整个墙面的平整度、垂直度满足规范要求,阴阳角方正、上下通顺。
(5)混凝土结构表面用水泥素浆扫毛,砌体结构部分将表面浮尘清除干净,做5-10mm厚1:3水泥砂浆找平层后进行保温层施工。
(6)外墙保温施工前应提前浇水湿润,确保与保温层粘结良好,不出现空鼓、裂缝现象。
3. 施工流程及方法
(1)流程
做平整度、垂直度处理→贴饼、冲筋→基层处理→分层涂抹FTC材至设计厚度→固定钢丝网→涂抹FTC材料→压玻纤网布→喷憎水剂或抹抗裂水泥砂浆。
(2)施工作法,外墙涂饰工程做法
①做平整度垂直度处理;
②贴饼、冲筋;
③基底处理抹FTC相变保温材料15mm;
④分层抹FTC相变保温材料15mm;
⑤固定钢丝网;
⑥涂抹FTC相变保温材料15mm;
⑦压玻纤网格布;
⑧喷憎水剂(由于第一次使用此新产品,为保证质量,我单位未使用憎水剂,而采用抗裂砂浆)。
(3)配制浆料
需设专人专职进行人工搅拌保温浆料。按水与材料1:1.5(重量比)搅拌均匀,成膏状稠度适中,并有一定黏度,保温层浆料应在4h内用完。
(4)贴饼、冲筋
保温施工前必须先找好方正,用经纬仪将大角控制线放出弹好墨线,保证大角垂直度,墙面横向用水准仪将水平控制线放出弹好墨线,保证水平横向平直。根据保温设计厚度,在顶部墙面大角处固定钢线,挂垂直。根据垂直控制通线做垂直方向灰饼,再根据两垂直方向灰饼之间的通线,做墙面保温层厚度灰饼,每灰饼之间的距离(横、竖、斜向)不超过2m。灰饼可用保温浆料做,门窗口阳角等处按控制线上下做灰饼保证门窗方正及几何尺寸。 (5)抹底层FTC相变保温材料
保温层分三次进行,每次抹灰厚度最适宜一般在15mm左右。每遍时间间隔不可太短以保证每层施工质量。在墙体湿润的情况下抹底层FTC节能材料,用压尺刮平找直,用木抹板搓毛。搓毛后,全面检查其垂直度、平整度、阴阳角是否方正、顺直,发现问题及时修补(或返工)处理。
(6)抹中层FTC相变保温材料
保温层二次施工前应对底层保温进行全面检查,自检完毕后上报监理、建设单位,监理、建设单位验收合格同意后,再进行二次保温层施工,中层施工做法同底层。
(7)固定镀锌钢丝网
①待中层保温材料干燥后方可进行镀锌钢丝网的固定。
②在墙身阴、阳角处必须从两边墙身埋贴的网格布双向绕角且相互搭接,各面搭接宽度为不小于200mm。
③将大面钢丝网沿长度、水平方向绷直绷平。注意将弯曲的一面朝里放置,开始大面积的埋贴,钢丝网搭接长度均应大于40mm,搭接部位以不大于30CM的距离用镀锌铅丝将两网绑扎在一起。裁剪钢丝网过程中不得将网形成死折,在铺贴过程不得形成网兜,褶皱、翘边。
(8)安装固定件
①镀锌钢丝网采用尼龙锚栓固定件固定,按照方案要求的位
置用冲击钻钻孔,要求钻孔深度进入基层墙体内 40mm。
②固定件按水平间距450mm,垂直间距500mm设置,梅花形布置,阴阳角部位距离阴阳角200mm开始布置。
③操作时,尼龙锚栓需拧紧,使用根部带切割刀片的冲击钻,切割刀片的大小、切入深度与钉帽相一致,方可确保膨胀钉尾部膨胀部分因受力回拧膨胀使之与基体充分挤紧。
(9)抹面层FTC相变保温材料
①镀锌钢丝网固定完成后,进行面层FTC相变保温材料抹面施工,厚度在10~13mm之间。
②所有阳角部位,面层砂浆均应作成尖角,不得做成圆弧。
③面层砂浆施工应选择施工时及施工后24h没有雨的天气进行,避免雨水冲刷造成返工。
④施工时应达到贴饼、冲筋的厚度,并用大杠搓平,使墙面平整度达到要求。
(9)抹面层抗裂砂浆
面层抗裂砂浆初凝前收光时,把玻纤网格布用抹子直接铺压
在材料表面,同时收光,严禁漏铺。平面玻纤网格布之间顺序搭接,其搭接宽度80mm为宜。
四 FTC相变保温材料的优缺点分析
优点:
1.节能效果好
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。经国家权威部门检测3.8cm厚FTC相变保温材料优于5cm厚挤塑板保温性能,达到节能65%要求。从而,为建筑节能提供新的可靠途径。经国家建设部科技成果鉴定:相变保温材料引进了相变蓄能机理,潜热值较大,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。
2. 安全可靠
相变材料与基底整体粘结,随意性好,无空腔,避免负风压撕裂和脱落。有效克服板材拼接后边肋、阳角外翘变形面砖脱落等问题。材料中有机物与主墙基底存在的游离酸反应,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,具有极好粘结性。选用空心微珠、天然无机纤维等保温原材料,使其结构中形成无数封闭的憎水性微孔隙空腔结构,作为相变材料载体,可确保相变材料长期稳定实用性。FTC相变保温材料的硅氧四面体组织结构,干燥成型后在水中浸泡不松散、不回性、不粉化、不变形,可确保其耐久的使用寿命。热、冬季保温均可起到平衡作用。在新楼装饰和旧楼改造中,克服墙面裂缝、结露、发霉、起皮等先天不足弊病。
3. 抗裂防潮
相变材料上墙后料体呈纤维网状结构,拉力强,整体性牢固,有效防止裂缝产生。料体具有湿呼吸性,可有效防止外墙基底因冷热温差产生的结凝水夏季向外释放,并防止外饰层表面裂缝产生;冬季防止外饰层冰胀产生裂缝。同时克服因基底潮湿而产生的空鼓、脱落现象。
4. 吸声降噪
料体中存在的众多层次的不相贯穿的中空结构,有效减缓小震动源、撞击声波传递,降低噪声分贝数。在分户隔墙、顶棚、地板等部位使用,具有隔声效果,减少城市噪音对人体的危害。
5. 灭菌防毒
相变材料中含有纯天然香萜和香醇物质,具有驱虫、灭菌、除臭作用,同时具有防析碱功能,可提高居住环境卫生要求。绿色环保相变节能材料经严格检测,系无腐蚀、无污染、无放射、无异味、无任何毒害的环保型产品。
6. A级防火不燃
相变材料经专项测试为A类不燃级材料,使用范围不受限制,符合各类建筑防火要求。施工简捷,手工抹置,方便快捷,是基底抹灰理想的替代品。
缺点:
1.成本偏高;
2.骨料粒径较大,造成施工难度很高,平整度非常差,阴阳角很难施工。
3.FTC相变保温材料因相变材料相变潜热有限,从而导致其导热系数在长高温或长低温环境下会出急剧的增长(3-4倍左右),导致其保温性能剧烈下降。
4.FTC相变保温材料在长期使用过程中会出现部分相变材料泄露,导致保温性能严重下降,并会引起室内污染。
总体来说,FTC相变储能建筑材料兼备普通建材和相变材料两者的优点,能够吸收和释放适量的热能;能够和其他传统建筑材料同时使用;不需要特殊的知识和技能来安装使用蓄热建筑材料;能够用标准生产设备生产;在经济效益上具有竞争性。尤其适用于我国西北及北部的寒冷地区使用。
参考文献
[1]生产标准:GB/T20473―2006《建筑保温砂浆》
[2]消防标准:GB8624―2006《建筑材料及制品燃烧性能分级》
[3]施工标准:GB50574―2010《墙体材料应用统一技术规范》