聚合物基建筑保温材料的热行为及燃烧行为

对模塑聚苯乙烯泡沫板(EPS),挤塑聚苯乙烯泡沫板(XPS)和聚异氰酸酯-聚氨酯泡沫板(PIR-PU)的热分解行为、燃烧行为、燃烧烟气中的主要毒害气体和热裂解产物进行了研究.结果表明:PIR-PU的初始分解温度和最大热分解温度明显低于EPS和XPS,EPS和XPS的热分解行为基本相同,高温下PIR-PU的残炭率高,而EPS和XPS基本不成炭;PIR-PU的热释放速率、总热释放量、生烟速率和总生烟量均明显低于EPS和XPS,但PIR-PU点燃时间比EPS和XPS短;PIR-PU,EPS和XPS的燃烧烟气中均存在CO和HCN等毒害气体,有效剂量分数(FED值)表明PIR-PU的燃烧烟气毒性最大;PIR-PU热裂解产物中的异氰酸酯衍生物、苯胺衍生物和含氯阻燃剂是其燃烧生成HCN和HCl的主要原因,而EPS和XPS热裂解产物中大量的芳香族衍生物是其生烟量较大的一个重要原因.     

EPS与XPS板燃烧性能试验研究

广泛应用于现代建筑的有机保温材料,已成为引发城市建筑火灾的主要着火源之一。为评定有机保温材料的抗火性能,对目前国内市场的主流有机保温材料EPS板、XPS板,进行了锥形量热计、差热与热重及热机械分析试验,系统研究了其抗火性能,进而综合THR、pkHRR和TTI指标,对EPS板、XPS板的火灾风险性进行了评价。结果表明,随着EPS板、XPS板的容重增加,材料的pkHRR/TTI值、THR值增大,对火敏感性增强。     

窗口火作用下外保温系统温度分布特性

采用真实尺度的3层建筑进行窗口火实体火灾实验,研究模塑聚苯乙烯(EPS)、挤塑聚苯乙烯(XPS)、聚氨酯(PUR)和酚醛(PF)等4种典型保温泡沫层的外墙外保温系统温度及室内温度的分布特性.研究结果表明:XPS和PF系统表面在横向立面上维持较高温度,EPS和PUR系统远离角落的区域表面温度较低且随着横向距离增大明显降低；热塑性外保温系统的内部温度明显高于热固性外保温系统；第2层和第3层距楼板高度0.9m以下的室内区域烟气温度暴露风险较小,但2层0.9m高度以上、3层1.8m高度以上的区域以及窗户区域均存在较高温度暴露风险.     

磷系阻燃聚乙烯热降解动力学研究

采用热重分析方法研究纯聚乙烯、阻燃聚乙烯在空气气氛中的热降解行为,并采用Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法计算其热降解动力学参数。计算结果表明,阻燃聚乙烯的活化能高于纯聚乙烯,阻燃剂的加入提高了聚乙烯的热稳定性。     

碳纤维/环氧复合材料的热解特性及动力学研究

利用热重—差热同步分析仪研究随机、单向、织布 3种铺层结构碳纤维/环氧复合材料在不同升温速率下的热解特性。氮气气氛(50 mL/min),升温速率取 5、10、20、30、40 ℃/min,实验温度范围为 25～800 ℃。研究表明：3 种铺层结构碳纤维/环氧复合材料均只有 1 个热解阶段,热解温度范围及到达失重速率峰值温度几乎相同,但铺层结构对热失重速率峰值及质量剩余率有较大影响。随着升温速率的增加,热解反应各阶段终止温度、最大失重速率温度均向高温方向移动。采用 Kissnger 法对不同铺层结构碳纤维/环氧复合材料的热解动力学进行计算,得到其表观活化能。     

聚苯板用界面砂浆的研究

介绍EPS板、XPS板用界面砂浆的测试与应用方法、砂浆性能等方面的研究.普通混凝土界面砂浆不适合作EPS及XPS界面砂浆,EPS及XPS均需使用配套的专用界面砂浆.     

常用有机保温材料在SBI试验中的燃烧行为分析

以工程常用有机保温材料的单体燃烧试验为基础,根据不同种类材料的热释放速率曲线讨论其燃烧行为。对比发现：不同种类的保温材料燃烧行为差别较大,热塑性保温材料（EPS、XPS）的火灾危险性高于热固性保温材料（聚氨酯板）;不同厚度的有机保温材料在燃烧过程中有较大差异,尤其是XPS;彩钢板对保温芯材有一定的保护作用,但也会因时间的延长、温度的升高而减弱;具有一定厚度的板材,其安装方式对试验结果有影响,建议根据试样在实际工程中的安装方式进行确认。     

保温材料的吸湿特性对冷库能耗的影响

基于一维非稳态热湿耦合模型,利用有限差分法对模型进行数值求解,针对保温材料的热导率为常数以及热导率为温湿度的函数这两种情况,分别使用苯板(EPS)、挤塑聚苯乙烯泡沫板(XPS)、聚氨酯(PU)作为保温层时,对冷库全年总能耗进行了比较。结果表明:保温材料吸湿会增大其热导率,从而大大增加了冷库总能耗,且保温层分别为XPS,PU,EPS时冷库全年总耗电量分别增加了5009.7kW.h,5492.6kW.h,8547.3kW.h。     

重视外墙外保温系统质量问题

目前,在我国外墙外保温技术中主要有EPS、XPS和胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统等。这当中,EPS板和胶粉聚苯颗粒外墙外保温是我国目前应用较多的建筑保温技术。该技术是将保温隔热体系置于外墙外侧,从而使主体结构所受温差作用下降,温度变形减小,对结构墙体起到保护作用并可有效阻断冷(热)桥。     

建筑材料水蒸气渗透系数实验研究

为了研究建筑材料的热湿物性参数,根据ASTM标准和GB/T 17146-1997设计实验,测试了膨胀聚苯乙烯(EPS),挤塑聚苯乙烯(XPS)和聚氨酯(PU)这3种常用建筑保温材料和水泥砂浆、混凝土、多孔粘土砖等建筑材料在不同相对湿度条件下的水蒸气渗透系数(相对湿度覆盖范围为11.3%～97.3%).将实验数据进行最小二乘拟合,所得到的拟合公式适用的相对湿度范围为0～100%,可用于建筑围护结构的热、湿传递计算.     

热分析技术在氯化聚乙烯防水卷材中的应用

将热重分析(TGA)和差示扫描量热法(DSC)引入对氯化聚乙烯防水卷材老化性能进行评价。运用Doyle和Zsa ko'积分法对筛选出的配方进行热降解动力学分析,推断出其降解动力学机理,计算出其降解活化能ΔE和频率因子A等动力学参数,并得出使用温度和使用寿命的关系方程。人工候化试验验证了该方法的可行性和有效性。     

纳米增强竹浆纤维/环氧树脂复合材料的热解动力学

采用纳米碳酸钙(CaCO_3)浸渍改性工艺对竹浆纤维(BPF)进行改性,并采用真空辅助树脂浸注(VARI)技术制备纳米浸渍改性竹浆纤维(IMBPF)/环氧树脂复合材料.利用热失重分析(TGA)方法研究了原材料和复合材料在氮气气氛下的热降解行为,采用Flynn-Wall-Ozawa(FWO)和Vyazovkin and Weight(VW)方法量化了复合材料的表观活化能.结果表明:IMBPF/环氧树脂复合材料出现300~400,400~450,600~700℃3个失重区,分别对应BPF、环氧树脂和纳米CaCO_3的热降解;采用FWO法和VW法测定的IMBPF/环氧树脂复合材料的表观活化能均高于对照样(未改性的BRF),且FWO法估算数值高于VW法;纳米CaCO_3对复合材料的热降解特性具有调控作用;FWO法和VW法处理的结果总体相差不大,但前者优于后者.     

再生骨料混凝土复合保温砌块的热工性能模拟

提出了EPS/XPS复合再生骨料混凝土保温砌块的的设计方法,并通过ABAQUS有限元软件进行数值模拟,分析了不同保温材料砌块和墙体的热工性能并与试验测试值进行对比。结果表明：ABAQUS有限元模拟软件具有较高的准确性,采用有限元热流法计算砌块的热阻值要比传统理论方法更为简便和准确,XPS保温砌块的热阻值要比EPS保温砌块高4.9%,在考虑灰缝影响系数为1.25的情况下,数值模拟得到的XPS保温墙板的传热系数为0.40 W/（m·K）,与热箱试验实测值仅存在6%的偏差。     

EPS/XPS板用界面砂浆应用研究

通过试验研究EPS板及XPS板用界面砂浆的测试方法和砂浆性能.研究表明,普通混凝土界面砂浆不适用于EPS及XPS板,EPS及XPS板均需使用配套的专用界面砂浆.     

EPS保温板板间缝隙对复合墙体传湿的影响研究

本文以北京地区为气候特征区,对新建钢筋混凝土EPS复合保温墙热湿耦合传递过程进行了数值模拟计算,分析了EPS板间缝隙对墙体热、湿状态的影响,给出了墙体内壁面温度、湿稳定时间、结露时间和凝结水量随缝隙大小变化的规律,以期为建筑施工规范提供参考依据。     

基于ANSYS下对建筑结构的热桥研究

针对热桥及其对结构的危害性,利用ANSYS有限元软件分析了用聚苯板（EPS）保温材料保温墙体和无保温墙,体热桥的温度场和热流密度,得出各自热桥部位的温度和热流密度分布特点,对热桥的研究有着重要的意义。     

夏热冬冷气候城市公共空间热环境季节特征

城市公共空间热环境是影响人们热舒适程度的重要因素。夏热冬冷气候城市公共空间的热环境在一年内会发生很大变化。在长沙市内选择3个典型公共空间(街道、公园和广场)进行长期热环境参数实测实验。通过对不同季节3个实测点的空气温度、相对湿度、黑球温度和风速4个重要热环境参数进行分析,获得夏热冬冷气候城市公共空间的全年热环境特征。研究结果表明:自然气候决定了城市热环境的基本特征,而城市物理结构是引起室外局部热环境发生改变的重要因素;受植物(乔木)和水体(湘江)的影响,沿江街道在全年大部分时间中空气温度显著较低,相对湿度较高,太阳辐射较弱;广场温度较高,太阳辐射较强。     

分解炉内煤粉悬浮燃烧特性及动力学参数的实验研究

将煤粉试样置入悬浮态高温试验炉内进行燃烧并进行热重实验。通过热分析研究,探讨了不同温度、气氛及升温速率对煤粉燃烧反应的影响,并通过计算得到煤粉燃烧的反应动力学参数。结果表明:煤粉在75%O_2、25%CO_2气氛下的活化能为16.553k J/mol,比CO_2气氛下的活化能低,说明在75%O_2、25%CO_2气氛比纯CO_2容易进行燃烧反应;纯O_2气氛下的活化能最小,说明在纯O_2气氛下煤粉最易进行燃烧反应。     

节能烧结砌块墙角热桥柱系统的传热模型计算

主要研究保温材料种类和厚度对墙角热桥柱系统热桥的影响规律,采用Ansys软件定量计算了保温材料为聚氨酯(PU)、模塑聚苯板(EPS)和保温抹面砂浆,保温层厚度为10 mm~40 mm时砖墙模型温度分布、热量传递的变化规律。结果表明:不对热桥进行保温处理时,在内墙与构造柱相交的地方,热流量最大,随着保温材料导热系数的增加,保温层与热桥柱接触的温度逐渐增加,随保温材料厚度的增加,保温层和热桥柱接触点的温度逐渐下降,但下降幅度逐渐减小,其综合平衡厚度为20 mm。     

古建筑木材的热稳定性及热解动力学研究

采用热重分析(Thermogravimetric analysis,TGA)的方法研究了布达拉宫古建筑群中三种常用木材(红松、铁杉和云杉)在空气和氮气中的热解特性,采用Kissinger法计算了三种木材中木质素的降解活化能.结果表明,三种木材在空气中热解均包括木材中水分脱出过程、半纤维素、纤维素和木质素热解过程以及残炭的氧化三个阶段;在氮气中,这些木材的热解只有脱水过程和半纤维素、纤维素及木质素热解两个过程,其原因是木材在氮气中热解的残炭不会进一步被氧化为一氧化碳和/或二氧化碳.采用Kissinger法计算得到三种木材中木质素在空气中的降解活化能依次为红松(218 kJ/mol)、铁杉(146 kJ/mol)、云杉(188 kJ/mol).