本文選題：真空絕熱板　切入點(diǎn)：納米材料　出處：《東南大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步,能源對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要性也日益凸顯。建筑能耗在整個(gè)能源應(yīng)用消耗領(lǐng)域中占有較大的比例。為了減少建筑能耗,作為超高性能保溫材料的真空絕熱板(VIP)也逐漸被重視。目前,已有大量的建筑物開始使用真空絕熱板作為外墻或內(nèi)墻保溫材料,在能源節(jié)約上也呈現(xiàn)出了VIP的優(yōu)越性。但是,針對(duì)超高性能真空絕熱板的制備工藝、膜材劣化、服役壽命預(yù)測(cè)及建筑能耗模擬等方面,目前鮮有系統(tǒng)的研究。為此,本文對(duì)VIP進(jìn)行了全方面的分析和研究,力圖為真空絕熱板在建筑物上的使用提供一定的理論指導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。在VIP的制備方面,本文采用氣相二氧化硅(fs)、沉淀二氧化硅(ps)、硅灰(sf)等納米材料作為候選材料,制備了VIP芯板。并針對(duì)不同芯材體系,獲得合適的成型壓力、芯板烘干時(shí)間以及板材的封裝時(shí)間。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),以氣相二氧化硅為芯材制備的VIP導(dǎo)熱系數(shù)最低,低至3.741mW/m·K。硅灰的摻入在一定程度上使得V1P導(dǎo)熱系數(shù)升高。以沉淀二氧化硅為芯材制備的VIP成本最低,并且導(dǎo)熱系數(shù)也較低,為4.856mW/m·K。在VIP服役壽命預(yù)測(cè)方面,本文采用不同pH值(7、11和13)的NaOH溶液及飽和Ca(OH)2溶液在不同溫度條件下(20℃和60。C)對(duì)VIP膜材進(jìn)行腐蝕試驗(yàn),獲得VIP膜材的劣化規(guī)律,為VIP在建筑中的應(yīng)用提供一定的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。此外,本文還采用了VIP壽命預(yù)測(cè)模型對(duì)使用不同膜材VIP的使用壽命進(jìn)行了預(yù)測(cè)。綜合腐蝕試驗(yàn)和壽命預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果,多層金屬化膜(MF)為VIP最佳的包覆膜材,玻璃纖維網(wǎng)格布膜(GF)次之,鋁膜(AF)不適合作為建筑用VIP的包覆膜材。針對(duì)VIP單純的納米粉體芯材體系,本文利用親水和疏水的氣相二氧化硅、沉淀二氧化硅、二氧化硅氣凝膠和膨脹珍珠巖作為基材,吸附石蠟RT21制備了微米量級(jí)的定形相變材料。發(fā)現(xiàn)在同種材料下,親水基材的石蠟吸附量要高于疏水基材。對(duì)于親水ps、fs和氣凝膠,RT21吸附量(RT21質(zhì)量／(RT21質(zhì)量+基材質(zhì)量))分別為65%、70-73%和78%,對(duì)疏水ps、fs和氣凝膠,RT21吸附量分別為58%、65%和71%。最終優(yōu)選出了利用親水沉淀二氧化硅制備的定形相變材料與納米粉體復(fù)合制備VIP-PCM復(fù)合板。適量定形相變材料的摻入,可以有效提高VIP對(duì)測(cè)試盒子內(nèi)部溫度變化調(diào)節(jié)的性能。為了獲得VIP-PCM復(fù)合板用于建筑物時(shí)對(duì)建筑物能耗的影響,本文通過(guò)建立居民樓和辦公樓兩種建筑物模型,利用EnergyPlus能耗模擬軟件對(duì)在不同氣候區(qū)域下采用不同保溫材料的建筑物進(jìn)行能耗模擬計(jì)算,獲得本文所制備的VIP及VIP-PCM復(fù)合板在建筑能耗節(jié)約上的優(yōu)越性。通過(guò)模擬計(jì)算發(fā)現(xiàn),在嚴(yán)寒、寒冷、冬冷夏熱區(qū),對(duì)建筑物外墻和屋頂使用本文所研發(fā)的20mmVIP保溫效果最好,以辦公樓為例,相較于PU作為外墻保溫材料時(shí),能耗分別降低9.10%、5.31%、3.24%。20mmVIP-PCM復(fù)合板次之,建筑總能耗分別降低3.86%、2.29%和1.45%。在冬暖夏熱及溫和區(qū)域,不適合對(duì)建筑物進(jìn)行過(guò)多的保溫處理,因?yàn)橄募窘ㄖ刈龅脑胶?室內(nèi)熱量不容易向室外傳輸,從而提高建筑的能耗。特別是溫和地區(qū),適合對(duì)其建筑物進(jìn)行10mmVIP-PCM復(fù)合板保溫處理或添加相變材料,通過(guò)其溫度調(diào)節(jié)功能來(lái)降低建筑的能耗。
[Abstract]:With the development of society, the importance of energy for economic development has become increasingly prominent. In the whole energy consumption of building energy consumption accounted for a large proportion in the field. In order to reduce building energy consumption, as the vacuum insulation panel ultra high performance insulation materials (VIP) have gradually taken seriously. At present, the use of vacuum insulation panel as the outer wall or inner wall there are a lot of building insulation materials, in energy conservation is also showing the superiority of VIP. However, the preparation process of ultra high performance vacuum insulation panel, membrane material deterioration, service life prediction and Simulation of building energy consumption, etc., there is currently little research system. Therefore, this paper analyses and research all aspects of VIP, in order to provide some theoretical guidance and experimental basis for the use of vacuum insulation panels in the building. In the preparation of VIP, this paper adopts fumed silica (FS) precipitation, two Silicon oxide (PS), silica fume (SF) and nano materials as candidate materials, VIP core board was prepared. According to the different core material system, to obtain proper moulding pressure, core plate drying time and plate package time. The results of the study showed that the gas phase silica for VIP thermal conductivity of core material preparation the lowest low to 3.741mW/m K. wollastonite due to the incorporation of V1P thermal conductivity increased to a certain extent. The precipitated silica core material to prepare the lowest cost of VIP, and the thermal conductivity is low, 4.856mW/m and K. in the VIP service life prediction, this paper using different pH values (7,11 and 13). NaOH solution and saturated Ca (OH) 2 solution under different temperature conditions (20 C and 60.C) corrosion tests of VIP membrane materials, the deterioration law of VIP membrane, provides an experimental basis for the application of VIP in the building. In addition, this paper also uses the model to predict the lifetime of VIP use Different membrane material VIP service life was predicted. The results of comprehensive corrosion test and life prediction data, multilayer metal film (MF) for the VIP coated membrane material of glass fiber mesh cloth membrane (GF) of aluminum film (AF) is not suitable for coated membrane material VIP used as a building for VIP. Pure nano powder core material system, using hydrophilic and hydrophobic fumed silica, precipitated silica, silica aerogel and expanded perlite as substrate, the PCM micron prepared adsorption paraffin RT21 system. Found in the same material, paraffin adsorption substrate is higher than that of hydrophilic hydrophobic hydrophilic to the substrate. PS, FS and gel, the adsorption capacity of RT21 (RT21 / (RT21 + substrate quality quality quality)) were 65% and 78%, 70-73%, FS and PS on hydrophobic, gel, the adsorption capacity of RT21 were 58%, 65% and 71%. were selected using hydrophilic silica precipitation The preparation of PCM and nano powder composite preparation of VIP-PCM composite plate. The amount of the PCM incorporation, can effectively improve the performance of VIP on the test box internal temperature regulation. In order to influence on the energy consumption of buildings to obtain VIP-PCM composite plate used for building, through the establishment of residential buildings and office building two buildings the model used in different climatic regions under different insulation materials building energy consumption simulation calculation using energy simulation software EnergyPlus, obtain the superiority of the prepared VIP and VIP-PCM composite board in building energy saving. According to the simulation results, in the cold, cold, cold winter and hot summer, the roof and walls of buildings the use of the research and development of 20mmVIP heat preservation effect is best, the office building as an example, compared to the PU as external insulation materials, energy consumption decreased by 9.10%, 5.31%, 3.24%.20mmV The IP-PCM composite board of the total building energy consumption decreased by 3.86%, 2.29% and 1.45%. in temperate areas and cool summer heat, not suitable for building insulation treatment, because summer building insulation do better, not easy to heat the indoor outdoor transmission, so as to improve the building's energy consumption. Especially in temperate regions, suitable for the building of 10mmVIP-PCM composite board heat treatment or the addition of phase change materials, to reduce the energy consumption of the building through its temperature regulating function.

【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TU551

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