轻质建筑中相变蓄能石膏板热性能研究

现代轻质建筑由于热惯性较小,室内温度昼夜波动较大。相变蓄能具有温度变化小、蓄能密度大的特点。将相变材料（PCM）掺入轻质建材中,制成相变蓄能建筑构件,可以有效增加建筑围护结构热惯性,提高室内热舒适度,节约采暖空调能耗。本文研究了相变蓄能石膏板在北京地区轻质建筑中的冬季使用效果,从相变温度、相变材料含量和相变石膏板厚度三个方面对相变蓄能石膏板的使用进行了优化,并比较了普通石膏板和混凝土隔墙的使用效果。研究表明相变蓄能石膏板能有效抑制室内温度波动,提高室内热舒适度。     

相变储热轻质围护结构夏季隔热节能的实验研究

采用复合相变材料和聚苯乙烯泡沫板制成了轻质板结构,克服了轻质材料墙体储热能力差的缺陷.在重庆地区对该复合板作围护结构的轻质实验房夏季炎热环境下的隔热及空调节能进行了实验研究,结果表明该相变材料轻质墙体能够有效地利用昼夜温差储放热,有效地阻止热量进入室内,非空调工况下可明显降低室内温度,具有较好的节电效果.     

含有相变材料的通风墙板热工性能研究

相变材料在发生相变时具有吸收或释放热量的性质,将其用于建筑围护结构中可以实现节能、保温、隔热的效果。将含有相变材料的石膏板与新型通风节能墙板复合,通过CFD模拟的方法研究其热工性能,结果表明,该墙板应用于我国北方夏季太阳辐射强度较大的地区时,在白天高温条件下,可为室内提供良好的保温隔热效果。此外,考虑到墙板厚度对其热工性能的影响,墙体结构可以优化,并给出了相变石膏板合理的厚度范围。     

相变墙体与夜间通风改善轻质建筑室内热环境

将自制复合有机相变材料,与EPS保温材料相粘和,制作成轻质建筑用墙体材料,结合夜间通风技术,在重庆地区进行了含相变材料层和不含相变材料层轻质房间的室内热环境对比实验,以分析相变材料用量、相变温度及相变墙体结构等因素对相变墙体的蓄热、放热性能及对室内热环境的影响。实验结果表明：相变材料应用于轻质房间,能显著增强围护结构的热惰性,提高室内的热舒适性,采取夜间通风技术,可以有效地将日间蓄积的热量散至室外;含相变墙体材料房间与普通房间相比较,室内温度最高降低11℃左右,节能效果显著;室内平均温度符合《野营住房空间与环境参数限值》(GJB 4306 2002)中6.2条规定的3级要求;相变材料用量及相变温度对室内温度的控制效果较为明显,采用不同的相变温度,并将相变墙体房间相变材料用量提高1倍,两轻质房间室内温差最大值从3℃增大至11℃左右;进行相变墙体结构设计时,采取不同相变温度的材料搭配使用可以大幅提高其使用效果。     

轻质相变储热墙体材料研究

采用溶胶-凝胶方法制备了以SiO2作为载体的脂肪酸复合有机相变材料,再将它和聚苯乙烯泡沫板复合制成轻质相变储热墙体材料,该材料可克服普通轻质墙体材料储热能力差的缺陷.用轻质相变储热墙体材料作围护结构,建造了试验建筑模型,并进行了隔热控温试验研究.试验结果表明:轻质相变储热墙体材料能有效利用环境温差储放热,其储热控温作用效果明显.     

文远楼建筑节能实验室相变墙体应用效果分析

介绍了同济大学文远楼热环境实验室轻质相变墙的制备情况,在无供暖设备情况下对实验室室内环境温度进行了模拟与实测,分析了采用轻质相变墙体的实验室保温隔热效果。研究结果表明:轻质相变墙的应用增大了建筑的蓄热能力和热惰性指标值,能有效对太阳热能进行存储与释放,与普通墙体相比较,相变墙体能显著改善室内热环境。     

相变蓄能墙多因素热特性分析及优化研究

建筑围护结构的热损失是建筑内部热量散失的主要途径。与传统墙体保温材料不同,相变蓄能技术可以利用潜热蓄能达到数倍于普通围护结构的蓄热和热惰性效果。该文针对我国北方地区夏季蓄冷,利用热焓法建立相变蓄能墙体物理模型并进行数值模拟,通过蓄热量、延迟性及熔化过程3个指标为依据来分析相变蓄能墙的因素影响特性。结果表明:夏季相变材料层设置在室内侧位置更有利;随着室内对流换热系数的增大,相变材料层的蓄热量随之增大,而延迟时间减小;相变材料层存在蓄热性能最优的最佳厚度;墙体材料和厚度的选择同样起到关键性作用,墙体材料厚度越大反而越不利于相变材料的蓄热性。该文所得出的优化结论对相变墙结构的优化与应用提供参考。     

外贴式相变墙体节能效果分析

基于Ansys软件,对混凝土和外贴式定形相变材料组成的相变墙体进行了计算研究,研究结果表明:100 mm厚的混凝土墙体分别外贴安装10 mm和20 mm定形相变材料,都起到了较好的节能效果,分别减少了室内制冷装置16%和29%的制冷量;定形相变材料的相变温度在一定范围内的小幅变化对墙体传热性能和节能性能影响不明显。     

定形无机水合盐相变材料的制备及热物性研究

制备了以高吸水性树脂作为支撑材料和保水剂的定形无机水合盐相变材料,将其添加到预制的墙体材料中,采用多点式热流计测量墙体低温侧的热流和温度,并与普通墙体材料及没有支撑材料的相变墙体材料的传热性能进行对比。结果显示,添加定形相变材料的墙体传热性能稳定,蓄热性能好,提高了室内热舒适性,达到了良好的节能效果。研究结果证明了此种定形相变材料在墙体材料中应用具有可行性。     

相变蓄热围护结构实验研究

文章阐述相变材料在建筑围护结构中的几种应用,介绍相变材料墙体实验室,通过对比实验,测试相变材料对墙体蓄热性能的影响。经过实验数据分析,总结相变材料的应用效果及存在的一些问题,对相变温度的选择做出定性判断,对相变蓄能在建筑中的应用前景和研究方向进行预测。     

装配式建筑预制轻质保温墙体系统设计与性能研究

以轻骨料混凝土技术为基础,开展装配式建筑预制轻质保温墙体系统设计,并对保温墙体系统性能进行了综合测试分析。研究结果表明:与相同强度等级的普通混凝土相比,轻骨料混凝土保温墙体的防水性能不及普通混凝土,其与FRP拉接件的抗拉拔承载力和抗剪承载力分别降低了12%和13%,系统自重减轻了23%;设计了由轻骨料混凝土内叶墙板100 mm、XPS保温板40 mm、轻骨料混凝土外叶墙板55 mm和面砖饰面层组成的预制轻骨料混凝土夹心保温外挂墙板系统,可满足65%的建筑节能设计要求和防水要求。     

轻型竹木复合墙体的热工性能试验研究

为研究轻型竹墙的热工性能,促进推广此类新型轻质墙材在节能建筑中的应用,设计并制作了2片轻型竹墙、1片轻型木墙以及1片轻型竹木复合墙,并进行了墙体的防护热箱试验,实测获取了墙体的热阻和传热系数。结合已有文献中轻钢龙骨墙体的热工性能的试验研究结果,对轻型竹墙、轻型木墙以及竹木复合墙体等的热工性能进行了比较研究。根据ISO 6946:2007的平均传热系数计算方法对轻型竹墙、轻型木墙以及轻型竹木复合墙体的稳态传热性能进行了计算和有限元分析,验证了有限元分析的可行性。基于有限元模型分别以材料的导热系数、龙骨间距、龙骨厚度及墙内钉间距为参数对3种轻型竹木墙体的热工性能进行了模拟分析。结果表明：轻钢龙骨墙体的传热系数最大,轻型竹墙与木墙的传热系数相近,说明以竹代木的设计理念是可行的;龙骨材料的导热系数垂直积层方向变化对墙体的热工性能影响较大;增加龙骨间距可适当减小墙体的传热系数,而增大龙骨厚度则可大幅减小墙体的传热系数;墙体热工性能受墙内钉间距影响较小,钉间距超过150mm时可忽略其影响。     

相变墙体冬季传热性能评价及相变参数优化

本文从相变墙体冬季的传热过程出发,提出“保温因子”和“放热因子”评价其传热性能。然后,利用热阻法建立相变墙体在冬季的传热模型,并利用单因素分析的方法研究相变墙体内外层热阻和相变温度对“保温因子”和“放热因子”的影响,结果显示当相变墙体的作用是保温的情况下,相变层应布置在墙体的外侧,相变温度应该接近室内空气温度。当相变墙体的作用是放热的情况下,相变层应布置在墙体的内侧,相变温度应该尽量高一些。本研究可以为相变墙体的应用提供理论支持。     

预制混凝土夹心保温墙板热工性能优化设计建议

预制混凝土夹心保温墙板具有较好的承载、保温与隔声等性能,是目前装配式建筑中主流的外围护构件,但在目前的设计与实际应用中,墙板实际的热工性能未能充分的得到发挥。结合前期学者的理论研究与实际的工程应用,针对如何提升墙板热工性能给出了优化设计的建议,为夹心保温墙板的设计与应用提供参考。     

几种建筑外墙隔热性能的比较分析

建立了几种建筑外墙结构的数学模型,结合南京夏季室外综合温度,采用FLUENT软件对几种墙体的热工性能进行对比,并从传热学的角度对墙体的内部传热机理进行分析。研究结果表明：添加保温材料或者空气问层均能够提高墙体的隔热性能;墙体采用外保温时,其保温层较高的热阻使热量集中墙体外表面,减小向室内侧的传热量,同时也提高了墙体的耐久性;通过对比几种具有不同隔热措施的建筑墙体,外保温墙体对温度波的衰减度最大,内壁面温度的波动幅度最小,抵御室外温度影响的能力强,热稳定性能好。     

基于明框玻璃幕墙的热工分析

本文从明框玻璃幕墙入手,重点研究其夏季隔热与冬季保温的热工性能,并通过其结构、材料、传热特性等几个方面的分析来探讨明框玻璃幕墙实现节能目标的可行性。从而可以为改善明框玻璃幕墙的热工性能提出一种有效的思路,并使其走上可持续发展的道路。     

相变材料应用于外墙表面隔热的研究

根据表面隔热机理,通过对普通外墙的理论计算分析,设计了新型的相变墙体。相变材料应用于外墙体外表面,夏季能有效的改善建筑物的外表面热环境,降低传入室内的热量,缓解室内空调冷负荷。同时,提出隔热相变材料的相变温度、掺量在不同气候环境下的选择方法。     

装配式轻钢框架-复合轻墙结构抗震性能试验研究

为适应装配式建筑在村镇低层住宅结构发展的需求,提出了一种装配式轻钢框架-复合轻墙结构。该结构由轻钢框架作为竖向承重体系,单排配筋再生混凝土薄墙板作为抗侧力构件与轻钢框架共同抵抗水平地震作用,再生混凝土薄墙板复合EPS保温模块和粉煤灰砌块层形成保温墙体。通过4个装配式轻钢框架-复合轻墙结构和1个轻钢空框架的低周反复荷载试验,分析了墙板分布钢筋间距和墙体构造形式(是否复合粉煤灰砌块层)对该结构抗震性能的影响。研究结果表明：轻钢框架与单排配筋再生混凝土薄墙板协同工作良好,结构具有明确的两道抗震防线,由于复合EPS保温模块和粉煤灰砌块,实现了抗震节能一体化;减小墙板分布钢筋间距和复合粉煤灰砌块层可显著提高结构承载力和延性。基于JGJ 138—2016《组合结构设计规范》及相关文献,给出了装配式轻钢框架-复合轻墙结构的受剪承载力计算式,计算结果与试验结果符合较好。     

相变控温砂浆用于改善建筑围护结构保温性能的研究

相变控温砂浆可以借助相变材料的相变潜热和热工性能来改善建筑围护结构的保温性能,以癸酸-月桂酸二元低共熔物/改性硅藻土定形相变材料为相变蓄热介质,采用共混搅拌法掺入水泥砂浆中,制成相变控温砂浆。利用FT-IR、DSC等测试了相变砂浆化学结构及热物性,并测试了相变控温砂浆的热工参数,通过实验模拟和DesignBuilder软件模拟研究了相变砂浆用作保温材料的建筑调温效果。