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工学类毕业论文:建筑节能工程中相变材料应用研究

2019-03-14 09:08:00
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        摘要:可持续发展战略要求建筑在建设过程中要有节能设计, 相变材料的发展恰好满足了建筑的节能要求。本文主要对相变材料进行介绍和对其运用形式的分析, 在此基础上, 提出相变材料在建筑节能应用中的存在问题, 旨在能够让更多的人重视起存在的问题, 让相变材料在建筑节能中有更好的发展。

        关键词:相变材料; 建筑节能; 应用; 

        Abstract:The sustainable development strategy requires energy conservation design in the process of building construction. The development of phase change materials just meets the requirements of building energy conservation. This paper mainly introduces the phase change material and analyzes its application form. On this basis, it puts forward the existing problems of phase change materials in the application of building energy saving, which aims to make more people pay more attention to the existing problems and make the phase change materials develop better in building energy conservation.

        Keyword:Phase change materials; Building energy conservation; Application;

        随着我国经济的发展, 人均GDP不断上升, 人们对生活的要求更好, 对生活条件要求更加苛刻。此时, 节能、环保、低碳已经成为社会发展的主旋律。相变材料是一种拥有储能功能的材料, 它能够在特定的温度范围内使物质发生相变, 在相变过程中吸收或是放出大量的热量, 因此, 能够用来储存能量。

        1、 变相材料

        变相材料又称变相储能材料 (PCMs) , 它的储能在于, 当温度高于相变点时, 吸收热量发生变化, 形成了热能的储备。当温度低于相变点时, 相变储能材料可以释放热量发生逆相变。相变储能材料最大的特点就是其储能功能非常强大, 在相变过程中自身的温度几乎保持不便, 又能大量潜热 (吸收或是释放能量) , 更近一步的同步了供能时间和速度。储能材料对室温的强大控制, 符合了建筑节能的要求, 适用于建筑保温领域[1]。

        相变材料根据不同的分类方法可以分为多种, 按照相态变化可以分为气固、气液、固液、固固相变材料。虽然气固和气液相变材料的潜热能要大于其他两种, 但是其在潜热是会有气体产生, 改变了材料的体力, 不利于处理。以此, 在实际的建筑节能使用中, 使用较多的是固液相变材料和固固相变材料。

        2、 相变材料在建筑节能中的运用

        2.1、 相变材料在围护结构中的应用

        建筑的围护结构是建筑内外之间的隔绝, 如何做到建筑外环境不影响建筑内的温度, 并且做到节能, 是建筑节能设计师一直在深入探究的问题[2]。在建筑的围墙当中加入变相材料, 可以通过其储能功能来维持室内温度的稳定, 让室温处于让人舒适的状态, 同时降低了能量的损耗。由于变相材料在建筑节能中发挥强大的作用, 国外很多专家都在致力于建筑围护结构节能的变相材料研究。第一个变相性质的板墙就是Kedl等人利用十八烷石蜡侵入墙板来研究而成。除此之外, 还有人通过傅里叶红外光谱扫描了无机物变相材料的结构, 证实了其稳定性, 同时使用DSE测试出储能能力。在社会的不断发展进步之下, 变相材料在建筑节能墙体的嵌入技术越来越先进, 国外专家研究出了透明式的外墙, 拥有蓄放热功能的同时, 可以利用太阳辐射, 提升蓄放热的效率;还有专家选用的混合物质的的变相材料, 通过直接混合法制备出了比普通外墙蓄放热能力强10倍的墙体[3]。

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