屋面多孔酚醛-混凝土复合试块蒸发降温与节能实验研究
发布时间：2020-12-16 05:47
当今空调技术一方面为人们带来了舒适的环境,另一方面消耗了大量能源,造成了严重的环境负面影响。如何降低建筑能源消耗成为当前节能工作的重要内容之一。被动式降温技术是指不消耗常规能源或利用自然冷源进行降温的技术。蒸发降温技术是利用液态水蒸发带走大量热量从而实现降温的技术。将多孔质置于建筑外表利用其吸水、保水、蒸发特性对建筑进行降温,不仅可以改善夏季室内热环境和起到降温节能功效,而且可以充分利用自然雨水或空调冷凝水等,是一种经济有效而管理方便的被动蒸发降温技术。然而,现有研究和用于蒸发冷却的多孔材料（例如湿砂、加气混凝土、饰面瓷砖等）吸水和保水性差,在实际应用中会很快被晒干,难以维持长时间蒸发冷却效果。因此,开发吸水性和保水性都好的多孔质蒸发材料或构件具有重要的实用意义。多孔酚醛材料因其具有吸水性强、保水性好、成本低廉和质地轻巧等优点,目前广泛用于植被和花卉的吸水保鲜领域。然而,多孔酚醛直接暴露在室外气候因素下容易老化和易碎失效,难以单独作为多孔材料用于被动蒸发冷却技术。为了保持多孔酚醛吸水性强和保水性好的优点,克服其易老化和易碎失效的缺点,本文提出将多孔酚醛用混凝土包覆形成外表面开孔复合试块...
【文章来源】：华侨大学福建省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
测试条件和持续过程汇总
4他们得出实验结论：三种降温措施均有降温效果，能有效降低空调系统能耗，降温效果最好的是铺设湿麻袋的屋顶，其次是洒水屋面最后是蓄水屋面。并推测：如果找出比湿麻袋含更多水的材料，降温效果还会变的更好。随后，他们继续在寻找适合的蓄水材料上继续进行了详细的研究。之后的一系列报告中，有学者提出了在安装了空调等调温设备的大型厂房和商场建筑中，屋面洒水系统可以显著降低空调负荷，大约可节约25%左右[10-12]。图1.2被动蒸发降温墙体构造1983年，日本九州大学浦野等人首次提出将多孔材料含湿冷却建筑表面[13-16]。他们建造了两栋房来对比多孔材料蓄水蒸发降温效果和使用反射涂料降温效果，实验房内空调运行费用表明采用蒸发冷却的比未采用的节电24%，两种方法均能有效的节能降温。而后，蒲野提出强化墙面蒸发冷却的性能，在蒸发面外侧设置一层隔离层，隔离层与蒸发层间保持一个空气间层，详细构造如图2所示[10][17]，再一次进行实验，但得到的降温效果与未强化时相比相差不多，室内温度下降3~4℃。该课题组在进行了上述试验之后，又提出了利用被动蒸发技术来将冷气循环至室内，用以降低室内温度。该试验在七八月份进行，强制循环的降温效果与自然通风的降温效果差别不明显，室内热舒适感略有提高。在1994年就有学者比较了多种被动降温方式：蒸发降温、屋顶花园、可移动挡板、空气间层等多种被动降温的效果[18]。随后一直有印度学者在进行类似的对比试验[19]。直到2002年在焦特布尔进行了对比七种不同类型的被动降温方法效果的试验[20]。实验设置了8个相同的盒子，用低碳钢做骨架，镀锌钢板做面板，在顶部浇100mm厚的压实混凝土。实验主要对来自屋顶的热负荷传导情况进行测试，将顶部混凝土上分别处置成：白色水泥屋顶、铺蛭石隔热
5池放置在屋顶(通常是金属板)上，这个屋顶同时也作为下面房间的天花板。在夏天，白天将隔热板覆盖在水袋上面，以避免它们被太阳直射吸收过多热量。在晚上，移除隔热板，将水袋移到别处，通过自然对流和辐射冷却。冷却后，再将水袋移到屋顶吸收来自下面空间的热量。在冬天，隔热板的位置与夏天相反，水袋白天暴露在阳光下，晚上被隔热板覆盖。通过应用在伊朗的一所实际的房屋并测试数据，对于140.55平方米的单层住宅，“skytherm”能够减少86%的供热需求和52%的冷负荷。图1.3skytherm系统说明示意图2003年，针对测试被动降温效果的实验都是采用小型实验房间进行模拟，日本学者以大型钢筋混凝土建筑为研究对象，对一栋采用屋顶喷淋系统和屋顶草坪的大型钢筋混凝土建筑的顶层房间进行实际测试[22]。从实验测试中可以看出屋顶喷淋一定程度上的作用，但是屋顶保温系数较高，很难说喷淋对降低热环境荷载起到了一定作用，这需要考虑到具体要喷多少水才能得出结论。另外，屋顶草坪在稳定室内环境方面具有良好的特性，夜间的温度最低。它缓解了白天的高温，也有助于缓解热岛现象。提出屋顶草坪是一种适用于许多建筑类型的有效的被动方法。同年阿尔及利亚学者尝试了制作一种混凝土天花板上铺石子的屋顶水池，上部加铺增强反射的铝板，建立了一种用于改善炎热干旱地区建筑空间冷却的蒸发反射屋面的动态数学模型[23]。结果表明，采用该冷却设计可以改善建筑内部的冷却效果。同时还发现，采用夜间通风的组合式蒸发反射屋面显著提高了这种冷却效果。2008年在日本，SurakhaWanphen和KatsunoriNagano做了关于多孔材料蒸发降温过程中多孔材料颗粒粒径对蒸发降温效果的影响的实验研究[24]。他们将孔隙直径在1*10~1*10m的纳米多孔材料进一步分三类：微孔?
【参考文献】：
期刊论文
[1]能源结构随能源需求增长而持续多样化——2018年世界能源统计年鉴解读[J]. 钱伯章,李敏. 中国石油和化工经济分析. 2018(08)
[2]多孔烧结陶片吸水特性实验方法[J]. 潘振皓,张磊,孟庆林,李琼,任鹏. 土木建筑与环境工程. 2017(01)
[3]多孔建筑材料含盐被动蒸发降温研究综述[J]. 潘振皓,孟庆林,李琼. 建筑科学. 2016(10)
[4]多孔饰面砖墙体蒸发降温效果试验研究[J]. 张磊,刘习康,孟庆林,张玉. 建筑材料学报. 2014(06)
[5]不同厚度多孔砖在被动蒸发冷却技术中的适应性研究[J]. 许伊那,李宁,孟庆林. 新型建筑材料. 2011(07)
[6]用于墙体表面的多孔调湿材料实验研究[J]. 黄翔,范影,狄育慧. 西安工程科技学院学报. 2006(06)
[7]一种新型屋面被动蒸发隔热技术[J]. 刘才丰,冯雅. 新型建筑材料. 2001(01)
[8]浮盖式蓄水屋顶隔热功效研究[J]. 丁小中. 重庆建筑大学学报. 1998(05)
[9]广州城市气候资源与被动蒸发冷却技术的应用[J]. 孟庆林,李建成,汪志舞,陶杰,蔡宁. 热带地理. 1998(02)
[10]关于城市气候资源研究[J]. 孟庆林,蔡宁. 城市环境与城市生态. 1998(01)
博士论文
[1]被动复合式下向通风降温技术在建筑中应用的可行性研究[D]. 邱静.华中科技大学 2012
硕士论文
[1]酚醛板保温耐火性能研究及工程应用[D]. 李小兵.辽宁工程技术大学 2014
[2]重庆市既有公共建筑节能运行及其节能效果评价[D]. 况原忠.重庆大学 2013
本文编号：2919643
【文章来源】：华侨大学福建省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
测试条件和持续过程汇总
4他们得出实验结论：三种降温措施均有降温效果，能有效降低空调系统能耗，降温效果最好的是铺设湿麻袋的屋顶，其次是洒水屋面最后是蓄水屋面。并推测：如果找出比湿麻袋含更多水的材料，降温效果还会变的更好。随后，他们继续在寻找适合的蓄水材料上继续进行了详细的研究。之后的一系列报告中，有学者提出了在安装了空调等调温设备的大型厂房和商场建筑中，屋面洒水系统可以显著降低空调负荷，大约可节约25%左右[10-12]。图1.2被动蒸发降温墙体构造1983年，日本九州大学浦野等人首次提出将多孔材料含湿冷却建筑表面[13-16]。他们建造了两栋房来对比多孔材料蓄水蒸发降温效果和使用反射涂料降温效果，实验房内空调运行费用表明采用蒸发冷却的比未采用的节电24%，两种方法均能有效的节能降温。而后，蒲野提出强化墙面蒸发冷却的性能，在蒸发面外侧设置一层隔离层，隔离层与蒸发层间保持一个空气间层，详细构造如图2所示[10][17]，再一次进行实验，但得到的降温效果与未强化时相比相差不多，室内温度下降3~4℃。该课题组在进行了上述试验之后，又提出了利用被动蒸发技术来将冷气循环至室内，用以降低室内温度。该试验在七八月份进行，强制循环的降温效果与自然通风的降温效果差别不明显，室内热舒适感略有提高。在1994年就有学者比较了多种被动降温方式：蒸发降温、屋顶花园、可移动挡板、空气间层等多种被动降温的效果[18]。随后一直有印度学者在进行类似的对比试验[19]。直到2002年在焦特布尔进行了对比七种不同类型的被动降温方法效果的试验[20]。实验设置了8个相同的盒子，用低碳钢做骨架，镀锌钢板做面板，在顶部浇100mm厚的压实混凝土。实验主要对来自屋顶的热负荷传导情况进行测试，将顶部混凝土上分别处置成：白色水泥屋顶、铺蛭石隔热
5池放置在屋顶(通常是金属板)上，这个屋顶同时也作为下面房间的天花板。在夏天，白天将隔热板覆盖在水袋上面，以避免它们被太阳直射吸收过多热量。在晚上，移除隔热板，将水袋移到别处，通过自然对流和辐射冷却。冷却后，再将水袋移到屋顶吸收来自下面空间的热量。在冬天，隔热板的位置与夏天相反，水袋白天暴露在阳光下，晚上被隔热板覆盖。通过应用在伊朗的一所实际的房屋并测试数据，对于140.55平方米的单层住宅，“skytherm”能够减少86%的供热需求和52%的冷负荷。图1.3skytherm系统说明示意图2003年，针对测试被动降温效果的实验都是采用小型实验房间进行模拟，日本学者以大型钢筋混凝土建筑为研究对象，对一栋采用屋顶喷淋系统和屋顶草坪的大型钢筋混凝土建筑的顶层房间进行实际测试[22]。从实验测试中可以看出屋顶喷淋一定程度上的作用，但是屋顶保温系数较高，很难说喷淋对降低热环境荷载起到了一定作用，这需要考虑到具体要喷多少水才能得出结论。另外，屋顶草坪在稳定室内环境方面具有良好的特性，夜间的温度最低。它缓解了白天的高温，也有助于缓解热岛现象。提出屋顶草坪是一种适用于许多建筑类型的有效的被动方法。同年阿尔及利亚学者尝试了制作一种混凝土天花板上铺石子的屋顶水池，上部加铺增强反射的铝板，建立了一种用于改善炎热干旱地区建筑空间冷却的蒸发反射屋面的动态数学模型[23]。结果表明，采用该冷却设计可以改善建筑内部的冷却效果。同时还发现，采用夜间通风的组合式蒸发反射屋面显著提高了这种冷却效果。2008年在日本，SurakhaWanphen和KatsunoriNagano做了关于多孔材料蒸发降温过程中多孔材料颗粒粒径对蒸发降温效果的影响的实验研究[24]。他们将孔隙直径在1*10~1*10m的纳米多孔材料进一步分三类：微孔?
【参考文献】：
期刊论文
[1]能源结构随能源需求增长而持续多样化——2018年世界能源统计年鉴解读[J]. 钱伯章,李敏. 中国石油和化工经济分析. 2018(08)
[2]多孔烧结陶片吸水特性实验方法[J]. 潘振皓,张磊,孟庆林,李琼,任鹏. 土木建筑与环境工程. 2017(01)
[3]多孔建筑材料含盐被动蒸发降温研究综述[J]. 潘振皓,孟庆林,李琼. 建筑科学. 2016(10)
[4]多孔饰面砖墙体蒸发降温效果试验研究[J]. 张磊,刘习康,孟庆林,张玉. 建筑材料学报. 2014(06)
[5]不同厚度多孔砖在被动蒸发冷却技术中的适应性研究[J]. 许伊那,李宁,孟庆林. 新型建筑材料. 2011(07)
[6]用于墙体表面的多孔调湿材料实验研究[J]. 黄翔,范影,狄育慧. 西安工程科技学院学报. 2006(06)
[7]一种新型屋面被动蒸发隔热技术[J]. 刘才丰,冯雅. 新型建筑材料. 2001(01)
[8]浮盖式蓄水屋顶隔热功效研究[J]. 丁小中. 重庆建筑大学学报. 1998(05)
[9]广州城市气候资源与被动蒸发冷却技术的应用[J]. 孟庆林,李建成,汪志舞,陶杰,蔡宁. 热带地理. 1998(02)
[10]关于城市气候资源研究[J]. 孟庆林,蔡宁. 城市环境与城市生态. 1998(01)
博士论文
[1]被动复合式下向通风降温技术在建筑中应用的可行性研究[D]. 邱静.华中科技大学 2012
硕士论文
[1]酚醛板保温耐火性能研究及工程应用[D]. 李小兵.辽宁工程技术大学 2014
[2]重庆市既有公共建筑节能运行及其节能效果评价[D]. 况原忠.重庆大学 2013
本文编号：2919643
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