相变墙体在建筑中有什么应用

2024-06-08 00:57:52 (12分钟前 更新) 501 1225

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相变材料在相变过程中放出或吸收大量的热量,利用这一特性,将相变材料与传统建筑材料结合,用于建筑物,可以存储太阳能和低谷电能供需要时使用,能有效解决热能供给与需求失衡的矛盾。  根据各类相变材料的特性,以及我国的建筑特点,本文选择了由高密度聚乙烯和相变石蜡复合而成的定形相变材料。研究采用了表面活性剂对其进行亲水改性,成功地将相变材料由憎水性变为亲水性
相变材料在相变过程中放出或吸收大量的热量,利用这一特性,将相变材料与传统建筑材料结合,用于建筑物,可以存储太阳能和低谷电能供需要时使用,能有效解决热能供给与需求失衡的矛盾。  根据各类相变材料的特性,以及我国的建筑特点,本文选择了由高密度聚乙烯和相变石蜡复合而成的定形相变材料。研究采用了表面活性剂对其进行亲水改性,成功地将相变材料由憎水性变为亲水性
请叫我姚锅 2024-06-08
近年来,在建筑保温技术不断发展的过程中,主要形成了外墙外保温和外墙内保温两种技术形式。    外墙内保温是在墙体结构内侧覆盖一层保温材料,通过粘接剂固定在墙体结构内侧,之后在保温材料外侧作保护层及饰面。目前内保温多采用粉刷石膏作为粘接和抹面材料,通过使用聚苯板或聚苯颗粒等保温材料达到保温效果。    外墙外保温是在主体墙结构外侧在粘接材料的作用下,固定一层保温材料,并在保温材料的外侧用玻璃纤维网加强并涂刷粘结胶浆。随着外墙外保温形式的不断完善与发展,目前主要流行有聚苯板薄抹灰外墙保温形式、聚苯板现浇混凝土外墙保温、聚苯颗粒浆料外墙保温等几种外保温操作方法。下面是简单的外墙外保温系统实际中的应用情况:1.保温层  应采用热阻值高,即导热系数小的高效保温材料,其导热系数一般小于0.05W/m·K.根据设计计算,具有一定厚度,以满足节能标准对该地区墙体的保温要求。此外,保温材料的吸湿率要低,而粘结性能要好;为了使所用的粘结剂及其表面的应力尽可能减少,对于保温材料,一方面要用收缩率小的材料,另一方面,尺寸变动时产生的应力要小。为此,可采用的保温材料有:膨胀型聚苯乙烯(EPS)板、挤塑型聚笨乙烯(XPS)板、岩棉板、玻璃棉毡以及超轻保温浆料等。其中以阻燃膨胀型聚苯烯板应用得较为普遍。  2.保温板的固定  不同的外保温体系,采用的固定保温板的方法各有不同。有的是将保温板粘结或锚固在基底上,有的为两者结合,以粘结主为,或以锚固为主。将保温板粘结在基底上的粘结材料多种多样。在不同的体系中,此种粘结材料运到工地时的状态有所不同:  a.  成品胶浆,使用时不需添加其他任何材料,既不需要再行配料,也用不着再进行搅拦.  b.  使用前需要添加其他物料(如水泥).  c.  为单组份粉状材料,用前需加水搅拌均匀.  d.  双组份材料,施工时按配比搅拌均匀.  3.  面层  薄型抹灰面层为在保温层的所有外表面上涂抹聚合物粘结胶浆。直接涂覆于保温层上的为底涂层,厚度较薄(一般为2~3mm)。内部包覆有加强材料。加强材料一般为耐碱玻璃纤维网格布,包含在抹灰面层内部,与抹灰面层结合为一体,其作用为改善抹灰层的机械强度,保证其连续性,分散面层的收缩应力和温度应力,避免应力集中,防止面层出现裂纹。网格布必顺完全埋入底涂层内,从外部不能看见,以使不致与外界水分接触(因网格布受潮后,其极限强度会明显降低)。不同的外保温体系,面层厚度有一定差别。但总体要求是,面层厚度必顺适当,薄型的一般在2~3mm以内。如果面层厚度过薄,结实程度不够。就难以抵抗可能产生外力的撞击;但如果过厚,加强材料离外表面较远,又难以起到抗裂的作用。  4.  零配件与辅助材料  在外墙外保温体系中,在接缝处、边角部,还要使用一些零配件与辅助材料,如墙角、端头、角部使用的边角配件和螺栓、销钉等,以及密封膏如丁基橡胶、硅膏等,根据各个体系的不同做法选用。
近年来,在建筑保温技术不断发展的过程中,主要形成了外墙外保温和外墙内保温两种技术形式。    外墙内保温是在墙体结构内侧覆盖一层保温材料,通过粘接剂固定在墙体结构内侧,之后在保温材料外侧作保护层及饰面。目前内保温多采用粉刷石膏作为粘接和抹面材料,通过使用聚苯板或聚苯颗粒等保温材料达到保温效果。    外墙外保温是在主体墙结构外侧在粘接材料的作用下,固定一层保温材料,并在保温材料的外侧用玻璃纤维网加强并涂刷粘结胶浆。随着外墙外保温形式的不断完善与发展,目前主要流行有聚苯板薄抹灰外墙保温形式、聚苯板现浇混凝土外墙保温、聚苯颗粒浆料外墙保温等几种外保温操作方法。下面是简单的外墙外保温系统实际中的应用情况:1.保温层  应采用热阻值高,即导热系数小的高效保温材料,其导热系数一般小于0.05W/m·K.根据设计计算,具有一定厚度,以满足节能标准对该地区墙体的保温要求。此外,保温材料的吸湿率要低,而粘结性能要好;为了使所用的粘结剂及其表面的应力尽可能减少,对于保温材料,一方面要用收缩率小的材料,另一方面,尺寸变动时产生的应力要小。为此,可采用的保温材料有:膨胀型聚苯乙烯(EPS)板、挤塑型聚笨乙烯(XPS)板、岩棉板、玻璃棉毡以及超轻保温浆料等。其中以阻燃膨胀型聚苯烯板应用得较为普遍。  2.保温板的固定  不同的外保温体系,采用的固定保温板的方法各有不同。有的是将保温板粘结或锚固在基底上,有的为两者结合,以粘结主为,或以锚固为主。将保温板粘结在基底上的粘结材料多种多样。在不同的体系中,此种粘结材料运到工地时的状态有所不同:  a.  成品胶浆,使用时不需添加其他任何材料,既不需要再行配料,也用不着再进行搅拦.  b.  使用前需要添加其他物料(如水泥).  c.  为单组份粉状材料,用前需加水搅拌均匀.  d.  双组份材料,施工时按配比搅拌均匀.  3.  面层  薄型抹灰面层为在保温层的所有外表面上涂抹聚合物粘结胶浆。直接涂覆于保温层上的为底涂层,厚度较薄(一般为2~3mm)。内部包覆有加强材料。加强材料一般为耐碱玻璃纤维网格布,包含在抹灰面层内部,与抹灰面层结合为一体,其作用为改善抹灰层的机械强度,保证其连续性,分散面层的收缩应力和温度应力,避免应力集中,防止面层出现裂纹。网格布必顺完全埋入底涂层内,从外部不能看见,以使不致与外界水分接触(因网格布受潮后,其极限强度会明显降低)。不同的外保温体系,面层厚度有一定差别。但总体要求是,面层厚度必顺适当,薄型的一般在2~3mm以内。如果面层厚度过薄,结实程度不够。就难以抵抗可能产生外力的撞击;但如果过厚,加强材料离外表面较远,又难以起到抗裂的作用。  4.  零配件与辅助材料  在外墙外保温体系中,在接缝处、边角部,还要使用一些零配件与辅助材料,如墙角、端头、角部使用的边角配件和螺栓、销钉等,以及密封膏如丁基橡胶、硅膏等,根据各个体系的不同做法选用。
淘气别闹 2024-05-30
2012年12月  %%%%%%第38卷总第
170期  2012年第6期  SichuanBuildingMaterials  相变墙体在建筑中的应用研究  贺礼荣  (中国建筑西南设计研究院有限公司,四川成都610041)  作者简介:贺礼荣(1984-),女,研究生、中国建筑西南设计研究院有限公司,助理工程师。  摘要:利用相变储能建筑材料,可以减小室内温度波动,提高热舒适度,并在一定程度上降低了建筑采暖空调能耗,提高了能源利用效率。本文应用ENERGYPLUS软件对采用相变材料作为墙体的某交通建筑的热舒适性进行数值模拟。研究在不同地区交通建筑墙体和柱子中加入相变材料后,对室内热舒适性的影响。并通过改变相变墙体层的结构、厚度和相变温度,分析不同的参数值对于室内能耗的影响。通过分析和比较,得出如何在不同地区的交通建筑中合理有效的利用相变材料,以促进建筑节能和节资。  关键词:相变材料;室内热环境;建筑节能;数值模拟中图分类号:TU201.5文献标识码:B文章编号:1672-4011(2012)06-0011-02  1研究背景  近年来,一些大型火车站在中国各大城市不断涌现,  这些火车站空间庞大、结构复杂,客流量均在万人以上,而且24h不间断运行。另一方面,随着人们生活水平的提高,人们对室内环境舒适度的要求也越来越高,空调能耗随之大幅增高,造成能源消耗过快,环境污染增加、电网负荷峰谷差过大、峰负荷时电力供应严重不足等问题。随着可持续发展战略在中国的实施,建筑能耗问题和环境保护问题己成为人们关注的热点,这就使得现代暖通空调设计在满足健康、舒适基本要求的同时,还要满足能源有效利用和环境保护等多方面的要求。在我国一些地区,利用夜间建筑围护结构蓄冷的方式可以调节建筑室温、提高室内舒适度、降低空调能耗,是实现持续发展建筑环境控制的一条新途径  [1-5]  。  将相变材料掺入到现有的建筑材料中,制成相变蓄能围护结构,可以大大增加围护结构的蓄热功能,使用少量  的材料就可以储存大量的热量。国内外众多学者采用试验  的方法对相变墙的热物理特性进行了大量的研究  [6-9]  ,但对于大型交通建筑采用相变墙的情况却少有发表,因此本  文采用Energyplus软件和一维数值模拟方法对某地区的采用相变墙的大型交通站模型进行了深入分析研究。  2  模型建立  2.1  建筑结构  旅客站房为一层的大空间建筑,空间尺寸约为长65m、宽30m、高12.5m,节能设计标准,玻璃幕墙的窗墙比为0.7,人员密度为1人/m2,照明负荷10W/m2,设备负荷为2kW。南北外墙为玻璃幕墙,南外墙上有一门为10m×2.7m。建筑围护结构参数如表1所示。  表1围护结构组成
围护  结构  材料ρ(kg·m-3)Cp(kJ·kg-1℃-1)λ(W·m-1℃-1)U(W·  m-2℃
-1)外墙  石膏  (加入相变材料)  1601836.8--玻璃纤维11.478300.04-普通砖1922836.80.73-屋顶石膏  (加入相变材料)  1601836.8--卵石88116731.43-混凝土2242836.81.73-绝缘材料  91836.80.04-地板石膏  (
加入相变材料)1601836.8--混凝土2242836.8--外窗  -  -  -  -  1.5  2.2数值方法2.2.1  围护结构传热  描述建筑围护结构的方程主要有导热方程、内表面热  平衡方程和外表面热平衡方程。  对于相变墙的固相区域,热流以热传导方式传递,其  能量微分方程为热传导方程[10]  :  ρscs=  Ts  t  =·(ksTs)+q·s(1)式中,  Ts为固相区域温度(K);t为时间(s);ρs为固相区域密度(kg/m3  );cs为固相区域比热容(J/(kg  ·K);ks为固相区域导热系数(W/(m2  ·  K);q·  s为固相区域体积热源(W/m3)。对于液相区域,  热流还会以可能存在的对流方式传递,因此,液相区域的能量微分方程包含对流项,方程形式如下[
11]  :ρ1c1=(  T1  t  +v·T1)=  ·(k1T1)+q·1(2)式中,  υ为运动粘度(m2  /s),其余各项符号意义与式(1)相同,只是下标1
表示液相区域。  围护结构内表面在建筑热过程计算中,通常被简化为无
相变过程,不计水蒸汽扩散引起的热量传递。方程形式如下  式所示[12]  :  q
LWX+
qSW+qLWS+qki+qsol+qconυ
=0  (
3)式中,  qLWX为室内墙体间,长波辐射净换热量;qSW为室内光源对墙体内表面的短波辐射净热量;qLWS为室内设备对墙体内表面的长波辐射换热量;qki为通过墙体传递的热量;qsol为墙体内表面吸收透射入室内太阳辐射的热量;qconυ为墙体内表面与室内空气的换热量。  墙体外表面的换热主要包括与室外空气的对流换热、吸收太阳辐射、向壁体内部传热、与周围环境表面的长波辐射,  围护结构外表面的热平衡方程如下式所示[12]  :  qasol+qLWR+qconυ-qko=0  (4)式中,  qasol为墙体外表面吸收的太阳辐射量(短波辐射,包括直射和散射);qLWR为墙体外表面与周围空气和其他物
2012年12月  %%%%%%第38卷总第
170期  2012年第6期  SichuanBuildingMaterials  相变墙体在建筑中的应用研究  贺礼荣  (中国建筑西南设计研究院有限公司,四川成都610041)  作者简介:贺礼荣(1984-),女,研究生、中国建筑西南设计研究院有限公司,助理工程师。  摘要:利用相变储能建筑材料,可以减小室内温度波动,提高热舒适度,并在一定程度上降低了建筑采暖空调能耗,提高了能源利用效率。本文应用ENERGYPLUS软件对采用相变材料作为墙体的某交通建筑的热舒适性进行数值模拟。研究在不同地区交通建筑墙体和柱子中加入相变材料后,对室内热舒适性的影响。并通过改变相变墙体层的结构、厚度和相变温度,分析不同的参数值对于室内能耗的影响。通过分析和比较,得出如何在不同地区的交通建筑中合理有效的利用相变材料,以促进建筑节能和节资。  关键词:相变材料;室内热环境;建筑节能;数值模拟中图分类号:TU201.5文献标识码:B文章编号:1672-4011(2012)06-0011-02  1研究背景  近年来,一些大型火车站在中国各大城市不断涌现,  这些火车站空间庞大、结构复杂,客流量均在万人以上,而且24h不间断运行。另一方面,随着人们生活水平的提高,人们对室内环境舒适度的要求也越来越高,空调能耗随之大幅增高,造成能源消耗过快,环境污染增加、电网负荷峰谷差过大、峰负荷时电力供应严重不足等问题。随着可持续发展战略在中国的实施,建筑能耗问题和环境保护问题己成为人们关注的热点,这就使得现代暖通空调设计在满足健康、舒适基本要求的同时,还要满足能源有效利用和环境保护等多方面的要求。在我国一些地区,利用夜间建筑围护结构蓄冷的方式可以调节建筑室温、提高室内舒适度、降低空调能耗,是实现持续发展建筑环境控制的一条新途径  [1-5]  。  将相变材料掺入到现有的建筑材料中,制成相变蓄能围护结构,可以大大增加围护结构的蓄热功能,使用少量  的材料就可以储存大量的热量。国内外众多学者采用试验  的方法对相变墙的热物理特性进行了大量的研究  [6-9]  ,但对于大型交通建筑采用相变墙的情况却少有发表,因此本  文采用Energyplus软件和一维数值模拟方法对某地区的采用相变墙的大型交通站模型进行了深入分析研究。  2  模型建立  2.1  建筑结构  旅客站房为一层的大空间建筑,空间尺寸约为长65m、宽30m、高12.5m,节能设计标准,玻璃幕墙的窗墙比为0.7,人员密度为1人/m2,照明负荷10W/m2,设备负荷为2kW。南北外墙为玻璃幕墙,南外墙上有一门为10m×2.7m。建筑围护结构参数如表1所示。  表1围护结构组成
围护  结构  材料ρ(kg·m-3)Cp(kJ·kg-1℃-1)λ(W·m-1℃-1)U(W·  m-2℃
-1)外墙  石膏  (加入相变材料)  1601836.8--玻璃纤维11.478300.04-普通砖1922836.80.73-屋顶石膏  (加入相变材料)  1601836.8--卵石88116731.43-混凝土2242836.81.73-绝缘材料  91836.80.04-地板石膏  (
加入相变材料)1601836.8--混凝土2242836.8--外窗  -  -  -  -  1.5  2.2数值方法2.2.1  围护结构传热  描述建筑围护结构的方程主要有导热方程、内表面热  平衡方程和外表面热平衡方程。  对于相变墙的固相区域,热流以热传导方式传递,其  能量微分方程为热传导方程[10]  :  ρscs=  Ts  t  =·(ksTs)+q·s(1)式中,  Ts为固相区域温度(K);t为时间(s);ρs为固相区域密度(kg/m3  );cs为固相区域比热容(J/(kg  ·K);ks为固相区域导热系数(W/(m2  ·  K);q·  s为固相区域体积热源(W/m3)。对于液相区域,  热流还会以可能存在的对流方式传递,因此,液相区域的能量微分方程包含对流项,方程形式如下[
11]  :ρ1c1=(  T1  t  +v·T1)=  ·(k1T1)+q·1(2)式中,  υ为运动粘度(m2  /s),其余各项符号意义与式(1)相同,只是下标1
表示液相区域。  围护结构内表面在建筑热过程计算中,通常被简化为无
相变过程,不计水蒸汽扩散引起的热量传递。方程形式如下  式所示[12]  :  q
LWX+
qSW+qLWS+qki+qsol+qconυ
=0  (
3)式中,  qLWX为室内墙体间,长波辐射净换热量;qSW为室内光源对墙体内表面的短波辐射净热量;qLWS为室内设备对墙体内表面的长波辐射换热量;qki为通过墙体传递的热量;qsol为墙体内表面吸收透射入室内太阳辐射的热量;qconυ为墙体内表面与室内空气的换热量。  墙体外表面的换热主要包括与室外空气的对流换热、吸收太阳辐射、向壁体内部传热、与周围环境表面的长波辐射,  围护结构外表面的热平衡方程如下式所示[12]  :  qasol+qLWR+qconυ-qko=0  (4)式中,  qasol为墙体外表面吸收的太阳辐射量(短波辐射,包括直射和散射);qLWR为墙体外表面与周围空气和其他物
cc江南小水龟 2024-05-17

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