微胶囊相变维护墙体节能效果的研究

发布时间：2020-03-30 17:07

【摘要】：相变材料通过相变潜热对于温度的控制,使得其在生产生活中得到大量的应用。将相变材料与建筑围护墙体相结合,通过相变材料在相变时吸收或者放出大量的热量,并且维持温度不变这一个特性,达到维持建筑内环境稳定、减小室内温度波动从而提高居住舒适性的目的。通过向高强水泥中掺入适量的微胶囊相变材料,制作出同时具有较高强度和较高热容的相变砂浆板。实验证明,添加适量的相变材料,相变砂浆板的力学强度完全可以满足作为围护墙体的要求,并且具有较高的热工性能,可以完美高效的实现建筑外维护墙体的节能目的。作为外维护墙体,首先需要满足围护墙体功能,研究掺入不同质量分数的相变材料对相变构件力学性能的影响。随着相变材料掺入量的增加,抗压强度和抗折强度先上升后下降,当掺入量达到5%时达到最大,抗压抗折强度分别达到了71.5Mpa和15.4Mpa,相对于普通混凝土提高了8.12%和32.76%。相变掺入量越多,相变砂浆的水化热越低,温度裂缝越少,相变材料的掺入,同时也带来了大量的缺陷,造成相变墙板的强度下降,合理的选择相变材料的掺入量对于相变墙板的热工性能和力学性能有重要的影响,选择合适的配合比在工程应用中是十分必要的。根据相变墙板的力学测试,选择三种不同质量分数相变材料比进行房屋模型蓄热实验。设计十六种墙体,分析对比不同质量分数相变砂浆板以及相变砂浆板与混凝土板不同组合形式对于房屋室内温度影响。研究表明,当相变砂浆板放置在墙体中间时,相变墙体效率最高,PCM5、PCM15、PCM25的效率分别为20%、45%、55%。其对应的室内温度分别下降了4.5℃、5.5℃和6.9℃。基于Solidworks Flow Simulation有限元分析软件,对五种构造墙体的相变过程模拟分析,结果与实验趋势相近,互证实验与模拟的准确性,得出相变材料在调控室温、改善建筑热环境方面具有其优越性。分析深圳地区气候,建立全尺寸的相变实验房间与普通混凝土房间,对两实验房间室内温度曲线与用电量进行监测分析。在夏季与春秋季节,相变材料都可以有效降低室内温度,减小温度波动,夏季和春秋季节相变房间相对普通房间温度可以下降5℃和2℃,温度波动幅度2℃和1℃,在冬季,相变材料作用很小。相变材夏季时可以有效的减少电力的使用,9天时间可以节约电量10千瓦时。在春秋季节电量消耗情况与普通房间相似。深圳地区仅有短暂的冬季,相变材料其他季节对于室温的控制使得其适合在深圳使用。
【图文】：

鳞片石墨,微胶囊,砂浆配合比,硅粉

图 2-1 鳞片石墨改性微胶囊电镜照片Fig. 2-1 ESEM photograph of microcapsulated PCM表 2-1 相变砂浆配合比（千克）Table2-1 Mix proportion of phase change mortar（kg）胶体量水泥硅粉矿粉水砂子减水剂相变材料.24 24 19.2 2.4 2.4 5.76 29.2 0.48 0(OPC).24 23.66 18.93 2.37 2.37 5.68 28.78 0.47 1.18(PCM.24 23.33 18.66 2.33 2.33 5.6 28.38 0.47 2.33(PCM.24 23 18.4 2.3 2.3 5.52 27.99 0.46 3.45(PCM.24 22.69 18.15 2.27 2.27 5.44 27.6 0.45 4.54(PCM.24 22.38 17.91 2.24 2.24 5.37 27.23 0.44 5.6(PCM2

试块,搅拌机,硅粉

台秤、水泥砂浆搅拌机、内腔尺寸为 40 x 40 x 160、振动台。见表 1.4 称出微胶囊相变材料（PCM: phase chanand cement），水泥，砂子，硅粉，矿粉减水剂和按胶凝材料的质量百分比计算。子，微胶囊，矿粉和硅粉放在搅拌机中不加水搅减水剂的水放入搅拌机中，高速搅拌一分钟。的砂浆放在 40 x 40 x 160（mm）的三联模中，在。次日脱模，，在室温下潮湿养护 3 天 7 天 28 天分
【学位授予单位】：深圳大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU111.4

【参考文献】