【摘要】：我國目前建筑發(fā)展需求大以及人民生活水平得到很大的提高,然而伴隨著的問題卻是全社會總能耗中有1/3左右來自建筑能耗,并呈現(xiàn)繼續(xù)增加趨勢。建筑能耗的增加以及人們對于建筑舒適性的需求,使得眾多學者在節(jié)能建筑上進行了許多研究。相變材料在建筑中的應用成為了實現(xiàn)建筑節(jié)能的有效方法和研究方向之一。利用相變材料的潛熱蓄熱功能可以起到建筑調(diào)溫、輔助蓄熱、余熱存儲、太陽能存儲等作用。本文利用實驗與模擬相結(jié)合的方法,探究相變材料在建筑構(gòu)件中的應用,開發(fā)一種新型樓板構(gòu)件既能滿足建筑結(jié)構(gòu)功能上的要求又增加相變材料在建筑節(jié)能領(lǐng)域中應用的方式。本研究首先采用宏觀封裝相變材料的方法,將相變材料封裝于薄壁鋼球內(nèi),封裝相變材料的質(zhì)量約占封裝后鋼球總質(zhì)量的67%,這種封裝方法應用到圍護結(jié)構(gòu)中能大幅度提升相變材料在圍護結(jié)構(gòu)中的占有率。其次,結(jié)合空心板技術(shù)以封裝有相變材料的薄壁鋼球作為內(nèi)置填充體制備復合相變樓板。重點研究了這種復合相變樓板調(diào)溫性能和力學性能,同時利用COMSOL有限元軟件進行建模分析,得出各個分析結(jié)果與實驗對比,論證此復合樓板的研究價值和應用意義。主要包括:(1)通過設(shè)計和制作4種不同空心率的復合相變樓板和對照組實心樓板,進行熱工性能檢測實驗,研究分析了這種復合樓板在升溫降溫的熱循環(huán)中,相變材料對樓板和室內(nèi)的調(diào)溫效果,得出相變材料能降低樓板內(nèi)表面溫度峰值和室內(nèi)溫度峰值,并提高溫度谷值,延緩溫度上升和下降,對房屋的溫度調(diào)控有一定效果。并引入平均溫度波動值來評價其調(diào)溫效果,比較不同類型樓板的調(diào)溫差異。(2)在熱工實驗的基礎(chǔ)上用COMSOL建模分析,在熱工實驗得到的邊界條件下,比較COMSOL模擬復合樓板的調(diào)溫效果和實驗調(diào)溫效果之間的差別。用實驗與模擬相結(jié)合的方式,從多角度分析得到的結(jié)果,找出節(jié)能效果最優(yōu)組合,為以后的建筑節(jié)能設(shè)計提供參考。(3)對制備得到的各類型復合相變樓板進行集中荷載作用下力學性能測試,并與實心板力學性能進行對比。描述了幾種樓板的破壞形態(tài),分析加載過程中,樓板的位移曲線、板內(nèi)鋼筋應力應變、板底裂縫開展情況,測得本復合相變樓板在設(shè)定厚度尺寸下的極限承載力。通過力學性能實驗探究復合相變樓板與實心樓板之間的受力差別。
【學位授予單位】：深圳大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TU318
【圖文】：

圖 1-3 空心樓板組裝圖 圖 1-4 空心樓板內(nèi)部構(gòu)造圖Fig.1-3 hollow floor assembly drawing Fig.1-4 The internal structure of a hollow floor圖中球體為塑料球，起到減少混凝土用量，減輕建筑自重的作用。表 1.2 給出了此種空心板相關(guān)參數(shù)，可以看出樓板厚度為 280mm，塑料球直徑為 225mm 的情況下，結(jié)構(gòu)構(gòu)件自重僅為 4.6kN/m2，而國內(nèi)住宅樓樓板厚度一般在 100mm 左右[23]，其自重已達 3.9 kN/m2，如果按 280mm 計算其結(jié)構(gòu)自重將達 10 kN/m2。從圖 1-5可以看出在球與球之間形成型似肋梁的混凝土結(jié)構(gòu)，塑料球?qū)?nèi)部混凝土替代使樓板內(nèi)部形成如密肋樓蓋一樣。綜上所述，空心樓板相較于一般樓板，不僅在成本上花費較少，在結(jié)構(gòu)性能上也較為優(yōu)異，同時對于建筑外形來說，使用空心樓板則更美觀，更整齊。

圖 1-3 空心樓板組裝圖 圖 1-4 空心樓板內(nèi)部構(gòu)造圖Fig.1-3 hollow floor assembly drawing Fig.1-4 The internal structure of a hollow floor圖中球體為塑料球，起到減少混凝土用量，減輕建筑自重的作用。表 1.2 給出了此種空心板相關(guān)參數(shù)，可以看出樓板厚度為 280mm，塑料球直徑為 225mm 的情況下，結(jié)構(gòu)構(gòu)件自重僅為 4.6kN/m2，而國內(nèi)住宅樓樓板厚度一般在 100mm 左右[23]，其自重已達 3.9 kN/m2，如果按 280mm 計算其結(jié)構(gòu)自重將達 10 kN/m2。從圖 1-5可以看出在球與球之間形成型似肋梁的混凝土結(jié)構(gòu)，塑料球?qū)?nèi)部混凝土替代使樓板內(nèi)部形成如密肋樓蓋一樣。綜上所述，空心樓板相較于一般樓板，不僅在成本上花費較少，在結(jié)構(gòu)性能上也較為優(yōu)異，同時對于建筑外形來說，使用空心樓板則更美觀，更整齊。

空心樓板組裝圖 圖 1-4 空心樓板內(nèi)部構(gòu)ollow floor assembly drawing Fig.1-4 The internal structure of a塑料球，起到減少混凝土用量，減輕建筑自重的作用。表 數(shù)，可以看出樓板厚度為 280mm，塑料球直徑為 225mm為 4.6kN/m2，而國內(nèi)住宅樓樓板厚度一般在 100mm 左右[如果按 280mm 計算其結(jié)構(gòu)自重將達 10 kN/m2。從圖 1-5可似肋梁的混凝土結(jié)構(gòu)，塑料球?qū)?nèi)部混凝土替代使樓板內(nèi)上所述，空心樓板相較于一般樓板，不僅在成本上花費較異，同時對于建筑外形來說，使用空心樓板則更美觀，更整

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 史巍;王傳濤;;相變材料研究綜述[J];硅酸鹽通報;2015年12期

2 張毅;馮春花;劉洋;張菁燕;李東旭;;相變儲能石膏板傳熱過程測試及有限元分析[J];太陽能學報;2015年08期

3 李曉東;李世強;靳樂;;筒芯內(nèi)模現(xiàn)澆鋼筋混凝土空心雙向板力學性能研究綜述[J];建筑技術(shù)開發(fā);2014年11期

4 欒煥強;陳志鵬;陳志華;;大跨度鋼筋混凝土樓蓋力學性能與經(jīng)濟性分析[J];建筑結(jié)構(gòu);2014年17期

5 高喜紅;;建筑節(jié)能性能對建筑能耗及室內(nèi)環(huán)境影響分析[J];建筑節(jié)能;2014年03期

6 石憲;崔宏志;;相變材料在墻板不同位置對室內(nèi)溫濕度調(diào)節(jié)差異的研究[J];建筑節(jié)能;2012年12期

7 韓德奇;李平;姚安梅;姚海洋;魯佳;黃新景;;相變石蠟生產(chǎn)技術(shù)及應用前景[J];石油化工技術(shù)與經(jīng)濟;2012年05期

8 張妮;方曉明;張正國;;復合相變材料儲熱水泥板的熱性能研究[J];化工新型材料;2012年03期

9 李麗莎;閆全英;;添加石蠟的相變水泥墻傳熱性能分析[J];太陽能學報;2012年01期

10 孫繼志;;相變材料在建筑結(jié)構(gòu)中的應用[J];中國新技術(shù)新產(chǎn)品;2011年13期

相關(guān)博士學位論文 前2條

1 姜磊;鋼筋混凝土雙向板撓度的試驗研究與分析控制[D];西安建筑科技大學;2011年

2 郁文紅;建筑節(jié)能的理論分析與應用研究[D];天津大學;2004年

相關(guān)碩士學位論文 前3條

1 葛文彬;復合相變材料的制備及其在石膏制品中的應用[D];安徽建筑大學;2015年

2 馬亞麗;基于滑模變控制理論的電液位置伺服控制方法研究[D];太原理工大學;2010年

3 金建;現(xiàn)澆鋼筋混凝土無梁空心板工作性能的試驗研究[D];東南大學;2004年

本文編號：2779611