【摘要】：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,對(duì)能源的需求也越來(lái)越多,其中建筑能耗占比就約25-30%,給社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成制約。在夏熱冬暖地區(qū),夏季氣候炎熱潮濕,太陽(yáng)輻射強(qiáng)烈,使外圍護(hù)結(jié)構(gòu)溫度升高,不僅形成了較大的建筑空調(diào)負(fù)荷,而且造成強(qiáng)烈的燒烤感,降低人體舒適度。因此,采取有效的隔熱措施,減少傳入到室內(nèi)的熱量,降低烘烤感給室內(nèi)居住人員帶來(lái)極大的不舒適,十分重要。相變材料作為一種特殊材料,在太陽(yáng)能的蓄熱、電力的移峰填谷、工業(yè)廢熱的回收利用和紡織及軍事等領(lǐng)域具有非常大的應(yīng)用前景,通過(guò)恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)將相變材料與建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)相結(jié)合能夠減少建筑能耗,解決夏熱冬暖地區(qū)建筑隔熱問(wèn)題。本文將相變材料與水泥混合制備復(fù)合相變飾面磚貼附于建筑墻體外表面,當(dāng)相變材料在達(dá)到其相變溫度時(shí),吸收熱量發(fā)生相變,利用相變材料在相變過(guò)程中產(chǎn)生的相變潛熱來(lái)增加建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱惰性,這樣既能減少傳入室內(nèi)的熱量,降低建筑能耗,又能裝飾建筑,美化建筑,起到隔熱與裝飾的雙重作用。膨脹石墨具有吸附性的特點(diǎn),本文采用微波膨化法制備膨脹石墨,選擇具有高相變潛熱的石蠟為相變材料,使用熔融吸附法制備了石蠟/膨脹石墨復(fù)合相變材料,通過(guò)場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(SEM)分析、飽和性分析、差式掃描量熱儀(DSC)分析、熱穩(wěn)定性分析和X射線(xiàn)粉末衍射儀(XRD)分析等方式對(duì)其進(jìn)行性能表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,當(dāng)石蠟的含量為90%時(shí),SEM和飽和性分析顯示石蠟/膨脹石墨復(fù)合相變材料具有最佳吸附率,在相變過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生泄露現(xiàn)象;DSC測(cè)試結(jié)果顯示,石蠟/膨脹石墨復(fù)合相變材料的相變溫度為41.1℃,相變潛熱為224.7J/g,仍能保持較高的相變潛熱,與純石蠟相比,石蠟/膨脹石墨復(fù)合相變材料的相變溫度變化不大,在經(jīng)過(guò)100次循環(huán)后,石蠟/膨脹石墨復(fù)合相變材料依然保持較好的穩(wěn)定性;XRD測(cè)試結(jié)果顯示石蠟與膨脹石墨具有較好的相容性。將石蠟/膨脹石墨復(fù)合相變材料與水泥進(jìn)行混合,制備復(fù)合相變飾面磚,研究石蠟/膨脹石墨復(fù)合相變材料的加入量對(duì)飾面磚性能的影響,主要包括表觀密度、傳熱與蓄熱性能、力學(xué)性能及熱性能。結(jié)果表明,飾面磚的表觀密度隨著石蠟/膨脹石墨復(fù)合相變材料含量的的增加而降低,而導(dǎo)熱系數(shù)、蓄熱系數(shù)、相變潛熱隨著石蠟/膨脹石墨復(fù)合相變材料含量的增加而增大,但卻削弱了飾面磚的抗壓強(qiáng)度,當(dāng)石蠟/膨脹石墨復(fù)合相變材料含量為20%時(shí),其抗壓強(qiáng)度有最大值,為5.01MPa。將最佳配比的石蠟/膨脹石墨復(fù)合相變材料與水泥混合,制備大量復(fù)合相變飾面磚,增設(shè)普通瓷磚作為對(duì)比組,分別將其貼附于800mm×800mm×800mm的立方體箱體外表面,并進(jìn)行太陽(yáng)照射,研究立方箱體表面各點(diǎn)的溫度變化情況。測(cè)試結(jié)果表明,經(jīng)過(guò)連續(xù)3天的太陽(yáng)照射,在相同的外界條件下,復(fù)合相變飾面磚的隔熱性能優(yōu)于普通瓷磚,除了北側(cè)表面溫度波動(dòng)不明顯,在其它方向均有表現(xiàn),從測(cè)試結(jié)果看到,東側(cè)內(nèi)外表面最高溫度差相變組是-1.2℃、-2.1℃、-1.3℃,普通瓷磚組是-1.1℃、-2.0℃、-0.2℃;南側(cè)內(nèi)外表面最高溫度差相變組是-2.5℃、-2.5℃、-2.3℃;普通瓷磚組是-2.3℃、-2.2℃、-1.8℃;西側(cè)內(nèi)外表面最高溫度差相變組是-3.5℃、-1.2.℃、-2.9℃,普通瓷磚組是-3.4℃、-2.2℃、-2.2℃;頂側(cè)內(nèi)外表面最高溫度差相變組是-4.1℃、-5.3℃、-5.2℃,普通瓷磚組是-5.5℃、-5.8、-5.5℃,表明將相變材料用于建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)具有一定的隔熱效果,可實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的。采用EnergyPlus建筑能耗模擬軟件,以夏熱冬暖的地區(qū)廣州某辦公建筑為例,將復(fù)合相變飾面磚和普通瓷磚分別應(yīng)用于建筑外墻進(jìn)行貼面處理,進(jìn)行負(fù)荷模擬及舒適性評(píng)價(jià),結(jié)果顯示,相對(duì)于普通瓷磚貼面,復(fù)合相變飾面磚貼面建筑冷負(fù)荷降低了4.41%,滿(mǎn)足Ⅱ級(jí)熱舒適度要求,能夠?yàn)槭覂?nèi)帶來(lái)更舒適的熱環(huán)境。
【圖文】：

變材料的化學(xué)組成分類(lèi)，可分為無(wú)機(jī)相變材料、有機(jī)相-3 所示[24,25]。相變形式固-固相變固-液相變多元醇類(lèi)高密度乙烯類(lèi)層狀鈣鈦類(lèi)無(wú)機(jī)水合鹽熔融鹽石蠟脂肪酸固-氣相變液-氣相變圖 1-1 相變材料按相變形式分類(lèi)Fig.1-1 Classification of phase change type of phase change materia

復(fù)合相變材料制備及建筑隔熱性能研究蠕蟲(chóng)狀的膨脹石墨。脹石墨復(fù)合相變材料的制備質(zhì)量的石蠟放入 500ml 的量杯中，并在 70℃的恒溫水浴鍋驗(yàn)設(shè)定好的質(zhì)量比加入膨脹石墨，進(jìn)行熔融攪拌吸附 1h，，相變材料，其中膨脹石墨的質(zhì)量含量分別為 5%、10%、15%征試測(cè)試原理是利用高能量的電子束在塊狀或者粉末狀的樣品表成像。本文采用 SEM（如圖 2-1 所示）觀察并分析膨脹石材料的微觀結(jié)構(gòu)。測(cè)試前首先對(duì)樣品進(jìn)行噴金處理，目的是
【學(xué)位授予單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TU551

【參考文獻(xiàn)】

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2 閆全英;吳生俊;金麗麗;;被動(dòng)式蓄熱相變墻體熱工性能的研究[J];新型建筑材料;2014年11期

3 史巍;侯景鵬;;不同條件下相變控溫大體積混凝土的溫控性能[J];建筑材料學(xué)報(bào);2013年06期

4 徐仁崇;;相變儲(chǔ)能混凝土的配制及傳熱性能研究[J];新型建筑材料;2012年12期

5 李麗莎;閆全英;;添加石蠟的相變水泥墻傳熱性能分析[J];太陽(yáng)能學(xué)報(bào);2012年01期

6 靳開(kāi)巖;;建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的理念與應(yīng)用[J];中小企業(yè)管理與科技(下旬刊);2011年08期

7 劉福戰(zhàn);;建筑節(jié)能用相變儲(chǔ)能混凝土的研制[J];商品混凝土;2011年07期

8 丁理峰;葉宏;;相變材料和隔熱材料在不同地區(qū)建筑中應(yīng)用效果之比較分析[J];太陽(yáng)能學(xué)報(bào);2011年04期

9 肖偉;王馨;張寅平;;定形相變墻板改善輕質(zhì)墻體夏季隔熱性能研究[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2009年09期

10 張正國(guó);龍娜;方曉明;;石蠟/膨脹石墨復(fù)合相變儲(chǔ)熱材料的性能研究[J];功能材料;2009年08期

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1 滿(mǎn)亞輝;相變潛熱機(jī)理及其應(yīng)用技術(shù)研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

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本文編號(hào)：2673041