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建筑节能材料范文1
前言:国内现存的很多节能技术和产品已经跟不上时展的进程需要。目前,国内的建筑节能技术还有许多其他方面需要改进的地方,通过对节能材料配合合理施工来实现更好的建筑节能。我国目前的建筑施工工程的实际能耗水平仍然大大落后于发达国家。国外发达国家的节能减排、建筑节能的工作进展十分迅速。国内想要达到发达国家的节能水平不是件简单的事,这需要一定的时间及其国内各界人士的相互支持和协作努力。2000年的统计结果表明,尽管我国民用建筑的整体舒适度低于世界各发达国家,但我国的建筑能耗已经占到当年全社会终端能源消耗的27.8%,接近发达国家(1/3左右)的水平,采暖和空调为主的建筑能耗已占10%以上。最新报道显示,我国终端能源消耗总量已经位于世界第二。针对这种情况,国内一些企业通过积极的努力,开发和研制了一些建筑建筑节能技术和节能产品。
1.酚醛保温板
酚醛保温板是一种新型难燃、防火、低烟保温材料,导热系数仅为0.023W/m.k左右,最突出的特点是难燃、低烟、抗高温歧变。它可以制成板材、管壳及各种异型产品,具有质轻、施工方便等特点。酚醛保温板用途广泛,它适用于大型冷库、贮罐、船舶及各种保温管道和建筑业。如果用于防火要求严格的厂矿及机械设备,更能突出它难燃、低烟、抗高温歧变的特点。如:轮船、军舰、火车、装甲车的保温以及造纸、化工、制药等方面。酚醛保温板具有以下的优异性能:优异的防火性能:聚氨酯和聚苯等有机保温材料,燃烧后,会产生浓烟和剧毒,容易造成人员死亡,同时也增加灭火难度。
2.光导照明系统
光导照明系统,是通过室外的采光装置收集自然光线,并将其导入系统内部,然后经过光导装置强化并高效传输后,由漫反射器将自然光线均匀发散到室内任何需要光线的地方。利用该系统得到的室内照明亮度从黎明到黄昏,甚至是雨天或阴天,仍然十分充足。光导照明系统主要分为三大部分:室外屋顶的采光装置、光传导部分(光导管)、室内的漫射器。系统所具有的性能:系统各部件可回收利用,燃烧时不排放有毒气体、不分解有毒成分;100%利用自然光照明,系统无需常规能源就能为白天室内提供照明,减小由常规能源带来的环境污染,光源取自室外自然光线,通过特殊的传输与分配后,导入到室内需要光线的地方,得到由自然光带来的特殊照明效果。产品能够回收利用,在生产和消费过程中符合生态标识标准。是一种绿色健康、节能环保的新型照明产品。光导照明系统通过采光装置可以大量聚集光线,光导管可以避开建筑物内部的各种结构,高效率的传输光线,再通过漫射装置,使光线均匀、无眩光的照射到室内。光导照明效果不会因光线入射角的变化而改变,且照射面积大,不会产生局部聚光现象,不受吊顶影响。普通的采光天窗或采光带:采光天窗将光线直接照射于室内,照射面随光线的入射角的改变而改变,照度分布不均匀,容易产生眩光,易产生局部光强过高或局部过暗,给人们的视觉造成不良反应。随着光线入射角的变化,照射面积大小及位置相应改变。光导照明系统主要由采光罩、光导管和漫射器三部分构成,采光罩和漫射器均由具有超低导热系数的材料制作,安装使用中的光导管内部,完全处于一种密封状态,能非常好的阻止热量的传递。冬天和夏天都可以减少空调使用费用。普通的采光天窗或采光带:普通天窗一般采用玻璃或者阳光板,隔热效果不好,冬天冷,夏天热,无论冬天和夏天都增加采暖和空调的使用费用。光导照明系统是一个中空密封系统,所以具有良好的隔音性能,要达到同样的隔音效果,安装光导照明系统的建筑只需距交通主干道10米。普通的采光天窗或采光带:要达到同样的隔音效果,有窗的建筑物与交通干道的距离必须达到50米。光导照明系统能通过很小的采光面积(八分之一)就能达到天窗采光的效果,光效比大大强于采光天窗。普通的采光天窗或采光带:普通天窗则需要光导照明系统采光面积八倍才能才达到相同亮度的光照。导照明系统开孔面积小,不会受材料本身热胀冷缩性能影响,并可通过设备的防水装置与各种屋面进行结合,达到完全防水效果。普通的采光天窗或采光带:天窗玻璃或者阳光板的热胀冷缩的系数和建筑主体材料不同,时间长了,很容易和建筑主体形成缝隙,从而影响防雨。光导照明与普通天窗和采光带的性能对比,好处不言而喻。
3.新地暖装置地板
地暖装置地板采暖散热板地暖.比传统填埋式地暖的供热量增大60%.也就是一平方米散热板地暖的供热量. 相当于三平方米传统地暖的供热量. 散热板地暖铺设一平方米.相当于铺设三平方米传统填埋式地暖. 明显可少铺设两平方米.减少两平方米的价钱. 总造价降低 .散热板地暖是现在传统地暖的升级换代新技术及产品
建筑节能材料范文2
关键词:建筑节能 材料性能 发展趋势
一建筑节能材料的内涵
随着经济的发展,全球能源的需求日益增大。在不断增大的总能耗之中,建筑节能问题引起了越来越多国家的重视。目前所说的建筑能耗,常常指的是狭义建筑能耗,即建筑物在施工建设过程中所必须耗费的资源、能量;广义的建筑能耗还包括维持建筑物日常使用过程中所耗费的资源,包括采暖、空调、热水供应、炊事、照明、家用电器等方面的能源。建筑节能材料就是指维持建筑物日常使用过程中能耗低的建材,通过改变材料自身的特性来达到建筑节能的目的。
二建筑节能使用状态下的节能建材与性能
⑴节能主墙体材料。①加气混凝士砌块。加气混凝土砌块是以水泥、石灰等钙质材料、石英砂、粉煤灰等硅质材料和铝粉、锌粉等发气剂为原料,经磨细、配料、搅拌、浇筑、发气、切割、压蒸等工序生产而成的轻质混凝土材料。该类产品材料来源广泛、材质稳定、强度较高、质轻、易加工、施工方便、造价较低,而且保温、隔热、隔声、耐火性能好,是迄今为止能够同时满足墙材革新和节能50%要求的唯一单材料墙体。但是在寒冷地区还存在着隔气防潮、防止内部冷凝受潮、面层冻融损坏等问题。②混凝土空心砌块。目前我国大都使用190 mmxl90 mmx390 mm标准型混凝土空心砌块,但最大问题是其模数与建筑模数不相一致,给建筑施工带来很多不便。随着黏土实心砖被禁用,该问题必须尽快解决。③模网混凝土。模网混凝土是由蛇皮网、加劲肋、折钩拉筋构成开敝式空间网架结构,网架内浇筑混凝土制成。可广泛用于工业及民用建筑、水工建筑物、市政工程以及基础工程等。常用的建筑模网主要有钢筋网、钢丝网、钢板网和纤维网等,但各种建筑模网本身材质以及规格尺寸不同而用于不同场合,④ 纳土塔(RASTRA)空心墙板承重墙体,纳土塔板f81是由聚苯乙烯、水泥、添加剂和水制成的隔热吸声水泥聚苯乙烯空心板构件经黏合组装成墙体。整个墙体的内部构成纵横上下左右相互贯通的孔槽,孔槽浇筑混凝土或穿插钢筋后再浇筑混凝土,在墙内形成刚性骨架。纳土塔板只是同体积混凝土重量1/6~1/7,可减少对基础的荷载,节约建筑物基础的投资,在同样的地基承载能力下,可增加建筑物的层数:纳土塔板无钢筋混凝土墙体的平均抗压强度为20.8 MPa(5层楼以下的均不需要配筋),配钢筋混凝土墙体的平均抗压强度为32"-'35 MPa。配钢筋混凝土墙体柱的平均抗压强度为36~40 MPa。而且纳土塔板热导率只有0.083 W/(m•K),保温隔热性能好;耐火试验显示纳土塔板耐火极限为4 h,属非燃烧体,满足防火规范对防火墙耐火极限的要求。
⑵建筑节能外墙保温材料。外墙的保温方式根据保温层位置的不同,可以分3类:外墙外保温、外墙内保温和中空夹心复合墙体保温3种。目前常用的保温绝热材料主要有:聚苯乙烯泡沫塑料板(EPS、XPS)、泡沫玻璃、膨胀珍珠岩、岩(矿)石棉板、玻璃棉毡、海泡石、以及超轻的聚苯颗粒保温料浆等。①矿物棉。岩(矿)棉和玻璃棉有时统称为矿物棉,岩棉是以精选的玄武岩或辉绿岩为主要原料,经高温熔制成的无机人造纤维。岩棉制品具有良好的保温、隔热、吸声、耐热、不燃等性能和良好的化学稳定性。岩棉有3种绝热方式:内绝热、中间夹芯绝热和外绝热。但岩棉的质量优劣相差很大,保温性能好的密度低,其抗拉强度也低,耐久性比较差;②玻璃棉。玻璃棉与岩棉在性能上有很多相似之处,但其手感好于岩棉,可改善工人的劳动条件。但他的价格较岩棉为高。目前我国的玻璃棉产量仅为美国的1/60;③聚苯乙烯泡沫塑料。聚苯乙烯泡沫塑料是以聚苯乙烯树脂为主要原料,经发泡剂发泡而制成的内部具有无数封闭微孔的材料。其表观密度小,热导率小,吸水率低,隔音性能好、机械强度高,而且尺寸精度高,结构均匀。因此,在外墙保温中其占有率很高;④硬质聚氨酯泡沫塑料。硬质聚氨酯泡沫塑料具有非常优越的绝热性能,热导率极低(0.025 W/(m•K)且其特有的闭孔结构使其具有更优越的耐水气性能,由于不需要额外的绝缘防潮,简化了施工程序,降低工程造价。但因其价格较高、而且易燃,限制了他的使用;⑤硅酸盐复合绝热砂浆。硅酸盐复合绝热砂浆是一种新型墙体保温材料,是以精选海泡石、硅酸铝纤维为主原料,附以多种优质轻体无机矿物为填料,在数种加剂的作用下经细纤化、扩散膨胀、混溶、粘接等多种工艺深度复合而成的灰白色黏稠浆状物。此种材料显著特点为:保温隔热性能好,施工简便(直接涂抹),解决了板材拼接处罩面层开裂现象;⑥水泥聚苯板(块)。水泥聚苯板是近年开发的轻质高强保温材料,是采用聚苯乙烯泡沫颗粒、水泥、发泡剂等搅拌浇筑成型的一种新型保温板材,这种材料容重轻、强度高、破损少,施工方便,有韧性、抗冲击,还具有耐水、抗冻性能,保温性能优良。⑦胶粉聚苯颗粒保温材料。胶粉聚苯颗粒保温材料是由胶凝材料和聚苯颗粒轻骨料分别按配比包装组成。胶凝材料选用水泥、粉煤灰、不定型二氧化硅及各种助剂。该材料固化后热导率低(一般均
⑶节能门。①玻璃。目前,国内外研究并推广使用的节能玻璃主要有以下3种:1)中空玻璃。中空玻璃中间充灌氪、氩或者空气,热导率很低,具有优异的保温性能。从性能和经济方面综合考虑,中空玻璃内腔以充灌氩气为佳。2)真空玻璃。门窗玻璃材料从单片玻璃、中空玻璃,发展到真空玻璃已是第三代产品。中空玻璃当中是普通空气或充氩气,其隔音性能、透光折减系数均优于中空玻璃。以空调节能性能比较,真空玻璃比中空玻璃、单片玻璃节电16%~18%、29%~30%;3)镀膜玻璃。镀膜玻璃通常是在玻璃表面镀上一层金属薄膜,改变玻璃的透射系数和反射系数。他可以同中空玻璃、真空玻璃结合起来使用。②门窗框扇材料。1)塑钢型材门窗框扇。塑钢型材框扇是以聚氯乙烯
2)塑铝型材框扇。它是在铝合金型材内注入一条聚酰胺塑料隔板,以此将铝合金型材分离形成断桥,来阻止热量的传递。此种节能框扇由于聚酰胺塑料隔板将铝合金型材隔断,形成冷桥,从而在一定程度上降低了窗体的热导率,因而,具有较好的保温性能:而且,铝合金型材弯曲模量高,刚性好,适宜大尺寸窗及高风压场合使用;铝合金型材耐寒热性能好,使得塑铝框扇可用在严寒和高温地区。3)玻璃钢型材框扇。玻璃钢是将玻璃纤维浸渍了树脂的液态原料后,经过模压法预成型,然后将树脂固化而成。玻璃钢型材同时具有铝合金型材的刚度和PVC型材较低的热传导性,具有低的线膨胀系数,且和玻璃及建筑主体的线膨胀系数相近,窗体尺寸稳定,门窗的气密性能好;玻璃钢型材热导率低,玻璃钢窗体保温性能好;玻璃钢型材对热辐射和太阳辐射具有隔断性,隔热性能好;耐腐蚀,适用环境范围广泛;弯曲模量较高,刚性较好,适宜较大尺寸窗或较高风压场合使用。
三 建筑节能材料的发展
⑴墙体材料发展趋势。黏土质墙体向非黏土质墙体材料发展:实心型墙体材料制品向空心型墙体材料制品发展;小块墙体材料制品向大块墙体材料制品发展;重质墙体材料制品向轻质墙体材料制品发展;现场湿作业多的墙体材料制品向现场湿作业少的墙体材料制品发展;单一材料的墙体向多功能复合材料墙体发展。
⑵绝热保温材料发展趋势。①向外墙外保温发展。较之内墙保温技术,采用外墙外保温能保护主体结构,延长建筑物寿命;基本消除“热桥”现象,减少内墙面裂缝;提高建筑物的防水功能和气密性;提高室内环境的舒适度,增加建筑的有效空间等:②向多功能复合化发展。各种材料各有特色,也有不足之处:如有机类保温材料保温性能好,但是耐温低、强度低、易老化、防火性能差;无机类保温材料耐高温、无热老化、强度高,但吸水率高或机械加工性能差。为了克服单一保温材料的不足,则要求使用多功能复合型的建筑保温材料;③向轻质化发展。同种材料密度越小其隔热性能越好,同时,轻质材料不会造成建筑结构的额外负担,减少了因结构变形造成渗漏的可能性。随着轻型房屋体系的发展,建筑保温材料也必然向着轻质化方向发展.
建筑节能材料范文3
关键词:建筑材料;节能设计;建筑设计
Abstract: the contemporary architectural design and planning and structure of the residence design, highlight the "energy" theme. Therefore, reasonable design of building energy-saving to in the paper this problem.
Keywords: building materials; Energy saving design; Architectural design
中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:
前言:
伴随着现代工业化进程不断深入到市民的生活中,从而推动了房地产住宅业的快速增长。而生活水平的提高在客观上也提高了人们对居住条件和质量的要求,一定程度上增加了住宅对能源的占有和消耗。而在当代国际社会普遍倡导的节能减排。节能增效的背景下,加上世界性能源危机的现实现状,从各方面节约能源,合理利用能源,减少能源的低效消耗已经成为各行各业的某种共识。因此在建筑住宅的规划设计和结构设计上,就必须要突出节能增效减排的主题,日益成为当代住宅建筑设计和房地产业关注的焦点。
1、住宅建筑节能设计的总体规划
住宅的节能设计是一个系统工程,因而必须要有一个整体的规划,即在住宅设计的图纸腹稿阶段就应该将节能作为一个重要的指标项目要综合考虑住宅建筑所在地的综合气候指数,诸如年平均温度。日照时间降雨、通风等,从而在全景式规划和单项设计中科学而合理的确定住宅建筑的平面形状、建筑朝向、外观体型、空间布局、层高、间距保证建筑外维护结构的保温隔热。选用节能型建筑材料等热工特性,还有对住宅建筑周边环境进行绿化设计等内容,要确保规划能够始终合理的指导现场的施工和控制维护,使得所规划的节能技术措施可以得到全面的落实,从而将住宅建筑的固有能耗量最大限度的减少,从而实现最为接近理想的节能效果 具体地说,首先是住宅建筑朝向的选择上,尤其是北方寒带城市,在朝向上要考虑到冬季采光的问题和规避冷风的问题,以及夏季避免阳光直射和保持良好通风等问题。其次是的住宅的间距问题上,要针对高层和多层住宅区分对待,扩大高层住宅的间距往往通过高容积率的设计来实现,而对于多层建筑自身不可能太高的容积率设计,就要在规划平面布置上分组分团进行平行设计,使各个组团之间形成风口从而保证通风,这样小区通风流畅就实现。最后是在热环境方面的规划。众所周知,住宅设计多为南北朝向,而尽量避免东西朝向,如果条件不予续,则东西朝向的主要房间应尽量安排在冬季朝阳避风的位置,这样能够控制围护结构的散热量。
2采用新型优质墙体材料
节能墙体材料在建筑设计中,采用新型优质墙体材料,一方面建筑的功能将得到有效改善,建筑质量和居住舒适度显著提高;另一方面还可以将各类工业固体废物 变废为宝”。加快发展以粉煤灰、建筑渣土、冶金和化工废渣及尾矿砂等固体废物为原料的新型墙体材料,是提高资源利用率、改善环境、促进循环经济发展的重要途径。我国节能新型墙体材料发展较快,新型墙体材料品种较多,主要包括砖、块、板,如粘土空心砖、掺废料的粘土砖、非粘土砖、建筑砌块、加气混凝土、轻质板材、复合板材等。经过近三十年来自我研制开发和引进吸收国外先进生产技术和设备,我国的墙体材料工业已经开始走上多品种发展的道路,初步形成了以非烧结非粘土砖、板块、混凝土空心砌块、纸面石膏板、纤维水泥夹心板等为主的节能墙材体系。目前,我国外墙保温技术比较成熟的有:聚苯乙烯泡沫塑料板薄抹灰外保温技术、现浇混凝土模板内置保温板体系、胶粉聚苯颗粒保温浆料外墙保温技术体系和干挂外墙保温技术四种技术。前三种体系的工程量大概占我国建筑墙体外保温工程的80%以上。这几种体系虽然保温效果好于内保温,但要达到现阶段和我国建筑节能长期目标仍有一些差距。因此,随着建筑节能设计标准的不断提高,还需要不断开发新型的墙体保温体系。3节能门窗和节能幕墙门窗设计
节能门窗和节能幕墙门窗是建筑围护结构的重要组成部分,是建筑物开口部位,也是房屋室内与室外能量阻隔最薄弱的环节。有关资料表明,通过门窗传热损失能源消耗约占建筑能耗的28%,通过门窗空气渗透能源消耗约占建筑能耗的27%,两者总计占建筑能耗的50%以上。可见,建筑节能的关键点之一是门窗节能。据有关专家估算,如果把我国非节能型窗的40%改造成节能型窗,我国每年可节省煤炭1.56亿t,同时也少向大气层排放灰尘7000万t和碳氧化合物。因此,设计应用节能门窗对净化空气、保护生态平衡有着重要意义。多年来,科学家不断研制具有节能、环保、防火等技术特性的材料,如Low—E玻璃、具有保温隔热性能的铝合金型材、真空玻璃、各种人造幕墙板材等,这些产品的应用大大促进了传统幕墙产业的发展。特别是在节能、环保、降噪等技术方面取得的重大突破,为实现我国建筑节能的总体目标奠定了良好的基础。
4 节能玻璃的应用
节能玻璃低辐射玻璃等节能玻璃具有优异的隔热、保温性能,在目前全世界能源紧缺、节能和绿色环保呼声日高的形势下,是建筑节能中不可缺少的主要建筑材料之一。目前我们已经能够生产可钢化的单银 Low—E玻璃、双银L0w—E玻璃、阳光控制膜玻璃等各种品种,同时具备开发其他镀膜玻璃产品的能力,如减反射膜玻璃、高反射膜玻璃、自清洁玻璃、高透型Low—E玻璃、遮阳型Low—E玻璃等。玻璃也是建筑幕墙结构中最为核心的一部分。随着社会经济的发展,具有“绿色”、“环保节能”特性的单银Low—E中空玻璃、双银Low—E镀膜中空玻璃等将成为公 建筑和民用建筑的首选产品。真空玻璃、太阳能光伏玻璃等前沿产品也快速发展中。建筑玻璃贴膜是近两年新兴的建筑节能方式,亦越来越多受到消费者和小区楼盘设计师的青睐。而太阳能光伏玻璃幕墙 体化建筑在北京、深圳等地的出现,则显现出新型节能建筑材料的新方向。
5 建筑护材料
节能护材料建筑节能的65%主要由建筑崮护系统承担。建筑护材料主要是指墙和屋顶等结构部位的材料。建筑幕墙乃是大型公共建筑中外维护结构的主导方式。2008年的北京奥运会工程已经成为了当今世界建筑幕墙行业的亮点,奥运会主体建筑幕墙工程既是lIJ:界顶级幕墙公司展示自己实力和最新技术的舞台,也是国内外幕墙公i 拼实力的战场。这些建筑幕墙工程的技术以体现建筑主体风格、通透、节能环保和舒适为特点。专家预测,在未来的发展过程中,建筑幕墙索结构设计、玻璃结构设计等关键前沿技术将取得更大突破,2010年我囝的建筑幕墙行业的主要技术领域将达到国际先进水平。比如新保利大厦采用了全世界最奇特的索结构玻璃幕墙,不仅在设计上突破创新,挑战多项纪录,在施工技术上也开创了国内之先河。同时,项目采用了大量超高强度、超规范、超标准建筑材料,在世界范围内也是首次应用,施工难度极大,主拉索拉力最高达1828t,非对称索结构设计使得每 一块玻璃的安装都具有相当大的难度;北京南站的主站屋顶使用了太阳能光电板,整体面积6700m2,占了整个屋顶采光面积50%左右,总发电量约320kW。玻璃采光屋顶可以有效地增加白天的采光面积,节约大量的电费,J爪阳能光电板还可以发电,是一个真正意义的建筑节能产品。日前,居民住宅的节能护材料正在朝着轻质保温复合材料的方向发展。建筑保温材料的研制与应用越来越受到普遍重视,新型屋面保温材料正在/f 断地涌现。
6、材料技术与结构技术的结合应用
数字技术时代下的建筑材料变得日益复杂和极大丰富,同时结构技术等的飞跃发展使得建筑空间造型不再受材料和结构的限制,从传统的木结构、石结构到钢筋混凝土结构、钢结构、充气结构以及张拉、悬挂、壳、膜结构等新型技术的发展使建筑无论是在高度、跨度或者是先前未曾有过的地下生态建筑等方面都有了飞跃的发展。新材料新技术的应用使建筑师对建筑的设计手法不再拘泥于传统的韵律、对称等基本手法。通过对强形体进行切割、解体,使建筑轻量化。
7、结语
建筑节能材料范文4
1建筑节能构造及材料介绍
1.1建筑外墙外保温构造建筑外墙外保温按类别分主要有保温板外墙外保温系统和保温砂浆外墙外保温系统。保温板系统中,目前市场上比较常见的有挤塑聚苯板、模塑板、复合聚氨酯板、聚氨酯板、复合发泡水泥板、岩棉板和发泡玻璃板等系统,保温构造一般是基层墙体、粘结层(有需要时加界面层)、保温层、抹面层(含增强网)、饰面层;保温砂浆系统中,主要有无机轻集料保温砂浆、膨胀玻化微珠保温砂浆和膨胀聚苯颗粒保温砂浆,其构造是基层墙体、界面层、保温层、抗裂层(含增强网)、饰面层。
1.2建筑外墙内保温构造建筑外墙内保温以保温砂浆类居多,常以辅助形式存在,即一个工程既有外墙保温又有内墙保温,已达到设计要求。内墙保温构造与外墙基本一致,只是内墙中增强网以耐碱网格布为主,且饰面部分比外墙单一,常用腻子和内墙涂料。由此可见,建筑外墙保温系统主要由五大部分组成,第一部分是基层,第二部分是界面或粘结层,第三部分是保温层,第四部分是抹面层,第五部分是饰面层。对于工程质量检测机构而言,主要是检测其中的第二、三、四部分中的材料性能。
2现状分析
现下这3个部分的建筑节能材料及主要配件存在很多国家标准和行业标准,而“19规程”本身是质量验收规程,在没有明文规定的前提下各检测机构在理解和实施上会存在一定偏差。目前,江苏省内各建筑工程质量检测机构在进行建筑节能材料检测结果判定主要有两种做法:(1)大部分产品依据“19规程”3.1.6条款“建筑节能常用材料应进行现场验收,凡涉及安全和使用功能的应按本规程规定进行复验或实体检测,复验项目或实体检测项目及取样频率(复验批次)应符合附录A的要求。复验及现场实体检测为见证检测。”的规定进行判定“,19规程”上未规定的按照质保书进行判定。(2)根据客户送检的产品质保书上所列规范进行判定。以上两种做法从严格意义上讲都存在着一定的缺陷,也导致了各地区检测机构没有一个统一的标准执行,造成该领域出现一定的混乱现象。
2.1检测判定依据的选择“19规程”3.1.5条款“建筑节能常用材料主要性能指标应符合附录A的要求。”这是比较令人费解的地方,附录A并没有技术指标,再看附录B的标题是“保温系统常用材料主要性能指标”,这究竟是印刷问题呢,还是故意所为,一时间难判断,毕竟这不是哪一天或哪一次发的文件,说偶尔错个字有这可能,这可是指导性的技术规程,想来是有其他用意,如此给检测机构实际工作中带来诸多不便,用与不用该规程判定,或者说怎么用都没有统一的规定,结果会导致报告五花八门,因为节能材料不同的系统、不同的规范与标准,对同一种样品的技术要求都会有不同,比如界面砂浆拉伸粘结强度在JGJ/T253—2011中的技术要求是:“原强度(MPa)≥0.90;浸水(MPa)≥0.70”;而“19规程”上是“常温常态(MPa)≥0.50;耐水(MPa)≥0.50”,在不仔细辨别保温系统的情况下,会造成以次充好的现像发生。
2.2检测依据/方法的选择按上述所说,也许某些部门已经发了什么补充通知或者说大部分检测机构也按照附录B在实行,但仔细观察操作起来依然不便。纵观大部分现有关于建筑外墙保温材料的国家规范、规程或是省标,如JGJ144—2004《外墙外保温工程技术规程》、JG/T158—2013《胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统材料》、DGJ32/J22—2006《水泥基复合保温砂浆建筑保温系统技术规程》,所涉及的相关技术指标后面都有检测方法,而附录B中未曾提及。实际工作中,就可能会出现一种判定标准、多种检测依据的现象。问题就在于此,由于节能材料涉及的标准、规范较多,同一种样品在不同的保温系统里检测方法不同,就拿抗裂砂浆拉伸粘结强度试验在JG/T158—2013中规定的养护方式是:“试件制作好后立即用聚乙烯薄膜封闭,在标准试验条件下养护7d,去除聚乙烯薄膜,在标准试验条件下继续养护21d”;而在JGJ/T253—2011中则规定“试样应采用聚乙烯薄膜覆盖,养护至14d,去掉薄膜继续养护至28d”,差别是显而易见的,不说这对检测结果究竟有多大的影响,单从检测严谨的角度考虑,用不同的方法试验却按同一标准判定显然不可取。当然这样的例子只是冰山一角,对于建筑节能系统中这关键的第二、三、四部分材料检测而言,如此的例子比比皆是。
2.3材料送检人员专业素质参差不齐作为检测的源头,材料送检也是一个重要环节,目前大部分工程都配备专门的材料送检人员,而且都是选择比较有经验的人员,可是节能材料是个新生事物,往往该类人员只是负责将样品送到检测机构就完成任务了,而经常出现没有质保书、送检量不足、缺乏关键参数(砂浆类缺水灰比)、保温系统的不熟悉等现象。
3建议及对策
针对以上两大类问题,结合实际工作经验和各主要检测规范、规程等方面的要求,建议相关主管部门一个相关的规定,做为省内检测机构可以统一参照执行的一个依据,避免如今出现的各自为营现象。笔者认为可以有如下几种做法或规定。(1)规定只要“19规程”附录B中涉及的材料必须严格按照相应的指标进行判定,也就是说,只要在江苏省内的新建、在建和扩建的建筑节能工程,所用到的材料无论是什么保温系统,都要满足该附录中的要求。当然作为地方标准的制定首要前提应该是所有的技术指标都应以不低于相关的国家或行业标准的相关要求为准。如此一来,应对该“19规程”中的部分材料的技术指标进行修订,并就对材料的品种进行完善。(2)规定所用的建筑节能材料检测项目和检测批次严格按照“19规程”的附录A执行,如此便可与质量验收统一起来,至于检测方法和检测判定依据的选择就根据各个不同的实际工程而定,也就是该工程用的是哪个系统就用相应的国家或行业标准执行,若某些参数的技术指标国家或行业标准中没提及,应由送检测单位提供设计值,并依此来判定。(3)相关主管部门可以借鉴建筑施工管理中的施工员、安全员等管理制度,对施工单位或业主单位的建筑节能材料送检人员进行培训和考核上岗,使其具备最基本的建筑节能工程及检测的常识,以确保建筑节能材料检测的顺利开展。
4结语
建筑节能材料范文5
1建筑节能用相变材料的选择与分类
被应用于建筑节能的理想相变材料必须具有以下性能:相变温度合适、相变潜热大、化学性能稳定、无毒害、成本低、热物性良好等。但实际上,没有一种相变材料可以包含以上所有性能。因此,选择相变材料时,优先考虑的是合适的相变温度和较大的相变焓,之后再考虑其他因素的影响。目前,在建筑节能领域应用较多的相变材料主要包括无机相变材料、有机相变材料和复合型相变材料[5]。有机类相变材料主要包括石蜡、脂肪酸、醇类等,其优点是应用温度范围较广、无过冷和相分离现象、可循环利用,缺点是导热系数低,易燃。无机类相变材料主要包括无机水合盐、无机金属等,其优点是单位体积潜热储存量大、成本低而易得、导热性能优良、不易燃,缺点是相变时体积变化较大、有过冷及相分离现象[6]。复合类相变材料主要包括有机-有机、有机-无机和无机-无机类相变材料,通过复合的方式,可以克服单一类型相变材料的缺点,因此这一方式已成为目前研究的热点。表1列出了在建筑领域应用的常见的一些相变材料。
2相变材料与建筑材料的复合方式
2.1直接加入法
直接加入法是指将相变材料与水泥、石膏、砂浆、混凝土等传统建筑材料直接混合,这种方法简便易行,经济成本较低。但是采用这种方法必须注意以下几点:(1)相变材料不能参与水泥的水化反应且不能与水化产物反应;(2)相变材料不能影响粘结剂和骨料之间的结合作用;(3)相变材料不能严重影响建筑材料的力学性能和耐久性。然而,大多数情况下直接加入法往往会导致相变材料发生泄漏,从而会与水化产物反应或者影响整个系统的力学性能和耐久度。Feld-man等[10]通过直接加入法在石膏板中掺入21%~22%的硬脂酸丁酯制成相变墙体,该墙体物理性能与普通石膏板相差不大,蓄热能力提高了近9倍。
2.2浸渗法
浸渗法是指将混凝土、砖块、墙板等建筑材料浸泡在液相相变材料中,通过毛细管作用吸收相变材料。李乔明[11]使用浸渗法制备了含相变石蜡的复合建筑石膏材料,发现经过100次热循环后,相变温度升高了4.3%,相变潜热下降了11%,耐久性较差。因此,此种方法制备的石膏板在实际使用中有较大的局限性。
2.3封装法
传统的复合方式会导致相变储能材料在与建筑材料的复合过程中出现严重的泄露情况,且较低的耐久性制约了相变储能材料在建筑节能领域的应用。为了解决这一问题,科研工作者们在将相变材料加入到建筑材料中之前,先进行了一次封装,从而可以有效地防止相变材料泄露,并且可以提高其力学性能和热物性。常见的封装方式包括吸附封装和微胶囊封装等。
2.3.1吸附封装
吸附封装是以吸附和浸渍的方式将相变材料吸附到膨胀珍珠岩、膨胀石墨、膨润土等多孔材料中,制备成颗粒型相变材料。多孔基体材料来源广泛,价格便宜,制得的颗粒型相变材料有效地解决了相变材料与建筑材料的相容性问题,同时某些多孔材料还可以提高整个系统的传热性能。Sari等[12,13]以膨胀珍珠岩为支撑材料,分别以癸酸和月桂酸为相变材料,制备了颗粒储能相变材料,两种脂肪酸与珍珠岩有着很好的相容性,并且珍珠岩能够吸附大量的相变材料,经过1000次以上的热循环后,两种相变材料仍然保持了良好的化学稳定性和热稳定性。在后续的研究中[14-16],又以脂肪酸的二元复合物以及脂肪酸酯作为相变材料,与水泥、石膏、蛭石、硅藻土、珍珠岩等多孔材料复合,制备了一系列的多孔基体相变复合材料。结果表明,通过二元复合法可以得到相变温度适宜的相变材料,而脂肪酸酯类的相变材料则具有较高的相变焓,且绝大多数的相变材料都具有良好的热稳定性和化学稳定性。魏艳玲等[17]以膨胀珍珠岩为支撑材料,癸酸-硬脂酸二元复合物为相变材料,利用真空吸附法制备了颗粒型储能相变材料,并将其添加到石膏基体中,制备了相变储能石膏板。结果表明,通过真空吸附法二元复合相变材料的吸附质量分数达到了75%,且经过500次热循环后仍然保持了良好的热稳定性,加入2%的铜粉后,石膏板的导热性能有了很大的提高。
2.3.2微胶囊封装
在微胶囊封装过程中,在粒径为1~1000μm的颗粒相变材料表面包覆一层较薄的天然或者人工合成的高分子膜,这种封装方式可以制备出相变温度为-10~80℃的相变材料。微胶囊封装可以有效地防止相变材料的泄漏,增大相变材料的表面积从而提高传热速率。尚红波[18]分别以原位聚合法和界面聚合法合成了十二醇/脲醛微胶囊、硬脂酸丁酯/聚脲微胶囊和硬脂酸丁酯/聚氨酯微胶囊相变材料,研究发现当采取脲醛树脂与蜜胺树脂复配的方式时,十二醇/脲醛微胶囊相变材料的产率从50%提高到90%以上;当芯材壁材质量之比为3∶1时,硬脂酸丁酯/聚脲微胶囊经过400次热循环后、硬脂酸丁酯/聚氨酯微胶囊经过1000次热循环后都具有较好的热稳定性。蒋晓曙等[19]研究了影响石蜡-密胺树脂微胶囊的储热性能、包裹效率和表观形态的2个主要因素:三聚氰胺-甲醛的物质的量比和密胺树脂的固含量。结果表明,当密胺树脂固含量控制在10%~15%之间时,对胶囊合成的影响较小,当三聚氰胺-甲醛的物质的量比为1∶3时,微胶囊颗粒表面光滑,无团聚现象,对石蜡的包裹率可以达到71%。Zhang等[20]分别以甲苯二异氰酸酯、二乙烯三胺、聚醚胺为油溶性单体,正十八烷为芯材,苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物为乳化剂,乙二胺为水溶性单体,氯化钠为成核剂,使用界面聚合法制备了正十八烷/聚脲相变微胶囊材料。其中,以聚醚胺为单体制备的微胶囊比其他两者具有更光滑的表面形态,更窄的粒径分布,更高的封装效率和反渗透能力,但热稳定性相对较差。微胶囊封装虽然解决了相变储能材料耐久性的问题,但由于其高昂的封装成本,很难实现规模化生产。为了降低微胶囊式相变储能建筑材料的成本,研究者们主要从微胶囊与墙体的复合方式及微胶囊的封装材料两方面着手。Biswas等[21]制备了一种新型的微胶囊相变储能材料,将石蜡封装在高密度聚乙烯小球中,之后将其与纤维板混合,并放置在测试建筑的外墙部分。经实体测试和数值模拟发现,与将相变材料掺入整个外墙墙体相比,将相变材料掺入外墙的内侧部分可以使得墙体具有更优越的热舒适性。这种复合方式大大降低了微胶囊相变储能材料的应用成本。Wang等[22]制备了一系列以碳酸钙封装的正十八烷微胶囊相变储能材料,该相变材料有良好的热稳定性、导热性和耐久性。由于封装材料是易得、低成本的碳酸钙,使得该相变储能材料在工业化生产中有着良好的前景。
3相变材料在建筑节能领域的应用
3.1被动式相变储能
被动式相变储能指的是相变过程中完全依靠大自然的冷热源来储存能量而不借助人工冷热源[23],此类储能方式适用于昼夜温差较大的地区。Kuznik等[24]对一间翻新的办公室进行了为期1年的温度实时监测,其中一个房间的天花板和侧墙含有60%的相变石蜡微胶囊,另一个不含有相变材料其他完全相同的房间作为对比房间。研究表明,当墙体温度和空气温度在相变温度区间内变化时,相变材料可以充分发挥作用,从而调节整个房间的热舒适性。Neeper等[25]研究了相变储能石膏板的热性能,并研究了相变材料的相变温度、熔化温度的变化区间和单位面积的潜热储存量的影响。研究表明,在实际使用中日间能量存储量的范围在300~400kJ/m2之间;当相变材料的相变温度接近墙板的平均温度时,日间能量存储量可以达到最大。Entrop等[26]研究了地中海气候条件下,含有相变微胶囊的混凝土板材在夜间对整个房间的调温效果。研究者们制作了4个模拟盒子用于测试,其中有2个盒子含有5%的相变微胶囊。研究表明,含有相变微胶囊的混凝土板材的最高表面温度降低了16%,最低温度升高了7%,说明在此气候条件下,相变材料可以在不借助人工冷热源的前提下有效地储存热量。为了提高建筑物内部的热舒适性,Miguel等[27]在抹面砂浆中加入了25%的相变石蜡微胶囊,并建造了模型盒子进行热循环对比实验。研究表明,以相变储能砂浆制造的模型在春季和夏季的最高室温分别要比普通盒子低2.6℃和2℃,通过数值模拟得到的温度曲线也与实际检测的温度曲线非常接近,对相变材料的一些参数进行分析后发现,在砂浆中增加相变材料的掺量并不能明显降低室内最高温度,而针对不同的环境条件,需要使用不同相变温度区间的相变材料,从而达到最佳效果。Sayyar等[28]以癸酸和月桂酸的二元复合物为相变材料,石墨为多孔基体,制备了定形相变材料,并制成了含有夹层结构的相变石膏板,之后分别建造了含有相变石膏板和普通纸面石膏板的测试模型,对模型内的温度进行实时监控,发现含有相变石膏板的模型室内温差要比对比参照模型低11℃。经过数值模拟发现,相变材料的加入使得将温度维持在人体舒适度范围内所需要的能量节约了近79%。Pasupathy等[29]制备了一种含有无机水合盐相变材料的建筑屋顶,经数值模拟和实验验证后,发现该建筑屋顶在冬季时能将温度维持在相变温度范围内,但是到了夏季,由于屋顶温度始终维持在相变温度以上,相变材料始终处于液相,因此无法发挥蓄热作用。对此,研究者通过数值方法从理论上研究了一种含有双层相变材料的屋顶的调温作用,上层相变材料的相变温度为32℃,下层相变材料的温度为27℃。经理论分析,上层相变材料的相变温度需比夏季清晨的环境温度高6~7℃,从而可以使相变材料在热循环开始前处于凝固态。由于上层相变材料的存在,使得下层相变材料可以充分发挥调温作用,将天花板的温度控制在自身相变温度变化范围内。
3.2主动式相变储能
在某些昼夜温差较小的地区,如夏热冬冷地区,仅仅依靠大自然的冷热源,相变材料很难充分发挥其作用,为了解决这一问题,研究者们引入了人工冷热源来辅助相变材料的加热或制冷。常见的主动式相变储能装置主要包括相变蓄冷吊顶辐射供冷系统、相变储能热水采暖系统等。Koschenz等[30]制备了含有石蜡微胶囊的相变石膏天花板,并引入了毛细管冷却系统用于冷却相变材料,确保相变材料在每次热循环之前都处于完全凝固状态,使其能够充分发挥蓄热能力。通过数值模拟确定了相变天花板所需要的热性能,经过实验测试后,发现在相变材料完全融化为液相之前,天花板的温度被控制在24℃以下,室内温度被控制在28℃以下。关于这种相变天花板的防火性能还需进一步验证。冯国会等[31]研制了一种新型的相变太阳能热水采暖地板,该地板包含毛细管热水加热装置和大体积封装的相变储能材料。对该地板的热性能进行数值分析和实验验证后,发现在热水加热装置关闭的16h内,相变地板为面积为11.02m2的房间提供了37677.6kJ的热量。进一步研究表明,改变供暖水温和装饰层材料的导热系数有助于调节地板表面温度。Ansuini等[32]在轻质辐射地板中加入了颗粒相变储能材料,并在辐射地板内部插入定制的钢片,提高其导热性能。经过有限元数值分析后,发现对于一个16m2的房间,在夏季相变材料的引入可以使蓄冷辐射的用水量降低25%,但是在冬季,相变材料对于整个系统的采暖辐射没有影响。Dubovsky等[33]以冬季亚热带地区的一间中间楼层的房间为研究对象,该房间配有8扇1.5m×1.5m的窗户,同时在地板下铺设了一层20mm厚的相变石蜡层作为热源,利用便宜的谷电来加热,另一间除了没有窗户,其他配置相同。经实验比较,没有窗户的房间需要16kW的电量,要比有窗户的房间节约20%的电量。在加入了翅片后,相变材料融化和凝固的速率都得到了提高。而相变材料给予了整个房间较高的热惰性,使得即使在电加热功率不足的情况下,室内温度降低依然缓慢。牛润萍等[34]建造了两间主动式太阳房,以太阳能热水为热源,其中一间采用相变蓄热地板供暖,另一间采用干式地板供暖。经比较,使用相变蓄热供暖的房间室内最低温度比干式地板供暖的房间高2~3℃,室内温差减小3.5℃,相变材料与节能建筑围护结构结合使用,最大程度地利用了太阳能光热。闫全英等[35]研究了相变材料对热水采暖墙体热性能的影响,实时监测了墙体表面温度和热流变化,同时利用有限元分析分别对普通墙板和相变墙板的传热过程进行了数值模拟。结果表明,虽然在供暖过程中,相变墙板的表面温度比普通墙板低,但是当停止供暖后,相变墙板的表面温度和热流下降缓慢,仍然能持续向室内供热,室温波动较小。李建立等[36]以微胶囊石蜡作为相变材料,以木粉和高密度聚乙烯复合物为基质,制备了一种新型的定形相变材料,该相变材料有良好的导热性和力学性能,但是有明显的过冷度。之后,研究者们通过数值方法分析了该相变材料作为地板电采暖系统中储热层的可行性。经分析,该相变材料能够有效地调节室内温度和降低用电成本,并且相变材料的作用很大程度上取决于电采暖系统的工作模式和相变材料自身的厚度。Mazo等[37]自建了数学模型用于模拟相变材料在辐射地板中的传热过程,首先通过EnergyPlus建筑能耗模拟软件验证了所建立的建筑模型的精确度,之后建立了一维模型用于模拟辐射地板的传热过程,在此基础上引入了相变温度为27℃的颗粒定形相变材料作为案例分析。经数值模拟后发现,辐射地板引入相变材料后几乎可以完全把电能消耗从高峰期转移到非高峰期,与传统的辐射地板相比,节约了接近18%的能源消耗成本。虽然主被动式相变储能的原理比较简单,但是目前国内对于整个建筑体系储能效果的评价仍不完善,影响了相变储能材料的规模化应用。周全等[38]提出了相对时间滞后率、节能效率和峰温差3种评价指标,并自主研制了评价装置。通过相变储能石膏板和绝热材料参比板的对照试验,验证了节能评价装置的可行性。其中节能效率和相对时间滞后率能够直接和间接地评价相变材料的主被动节能性,而峰温差的引入可以进一步评价被动式相变储能建筑的节能性。
4结语
建筑节能材料范文6
关键词:相变材料;节能;建筑
中图分类号: TE08文献标识码:A 文章编号:
国家在“十一五”规划中明确提出了要发展资源节约性社会,所以建筑节能产品的开发与应用已成为当前建筑材料领域的热点问题之一。传统的建筑节能材料主要采用对内外墙保温隔热从而降低能量的消耗,这远远不能满足当前节能的要求。一方面,目前用的节能建材虽然有很好的保温效果,但无法满足人们对环境温度舒适度的要
一、相变材料的概念
相变材料(phaseChangeMaterials,简称PCM)是近年来材料科学和节能技术中一个研究方向。在材料的相变期间,吸收环境的热(冷)量,并在需要时向环境释放出热(冷)量,从而可以控制材料周围环境的温度.相变材料的这种能量贮存和再利用的性质,有助于研发对环境具有应变性能的建筑复合材料。通过将相变材料与建筑材料基体复合,可以制成相变储能建筑材料,能够将能量以相变潜热的形式进行贮存,实现能量在不同时空位置之间的转换。虽然在相变过程中温度变化比较小,但是吸收和释放的相变潜热却相当大,少量的材料可以存储大量的热(冷)量.与混凝土、砖等储热建材相比,可以大大降低能量储存对建筑物结构的要求,从而减少建筑材料的占用面积,可在建筑物中采用更加灵活的墙体结构形式。
二、相变材料应用于建筑的条件
相变材料(phase changematerial简称PCM)是指随温度变化而改变形态并能提供潜热的物质。它具有独特的潜热性能,即在相变化过程中,可以从环境吸收热(冷)量或向环境放出热(冷)量,从而达到热量存储和释放的目的。相变材料与传统建材(如水泥、石膏)复合成具有储热和温度控制功能的建筑围护结构材料,可以减少室内温度波动,提高舒适度,增大室内空间,减轻建筑物自重,节省制冷和采暖费用。目前,已发现的相变材料已有几万种,但并不是每一种PCM都可以应用在建筑中。PCM在建筑中的应用需要具有以下条件:具有良好的热传导系数,单位质量的相变潜热大,体积膨胀率小,密度大;相变过程可逆性好,相变过程的方向仅以温度决定,不存在过冷和降解现象;无毒、无腐蚀、无泄漏、防火、不污染环境;相变材料经济且原料来源容易;相变过程可靠性好,不会产生降解和变化,使用寿命长,一般要求达到50年以上;相变温度合适,适合于该地域的气候特征和接近人体的舒适温度;与建筑材料相容,不影响建筑材料的机械性能和强度;蒸汽压力低。实际上能同时满足以上各种条件的理想的相变材料几乎是没有的。只能在实际应用中采取适当的措施克服各种相变材料的缺点,使之适合人类生活环境。
三、相变材料应用于建筑中的主要类型
相变材料按照其相变前后的物态,可以将其分成:固-液类相变材料、固-固类相变材料、固-气类相变材料及液-气类相变材料等几种。固-气类相变材料及液-气类相变材料在相变过程中有大量气体存在,材料体积变化较大,在建筑节能领域难以应用。因此,固-液类和固-固类相变材料是在建筑节能中主要研究和应用的两类相变材料。
1、 固-液相变材料
这一类相变材料包括无机材料和有机材料两大类。无机固-液相变材料包括结晶水合盐、熔融盐、金属合金等;有机固-液相变材料包括某些高级脂肪烃类、脂肪酸类或其他酯类、盐类化合物以及某些醇类、芳香烃类化合物。为了得到相变温度适当的相变材料,常常将几种有机(无机)相变材料复合形成二元或多元相变材料,有时也将有机与无机相变材料混合,以弥补二者的不足。但是混合相变材料在调节相变温度的同时,也会导致相变潜热下降,在长期的相变过程中,还容易变性。
2、 固-固相变材料
固-固相变材料在发生相变前后固体的晶格结构改变而放热吸热。因此,这种相变材料在相变过程中无液相产生,相变前后体积变化小,无毒、无腐蚀,对容器的材料和制作技术要求不高,其相变潜热与固-液相变材料处于同一数量级,且过冷度小,使用寿命长,是一类有应用前景的蓄热材料。目前,关于固-固相变材料的研究和应用工作还刚刚开始,他们的分子结晶态及能量的转变过程机理还有待进一步探明,其热性能、机械性能、化学稳定性也有待进一步提高。但是,由于其相变过程独有的优点,可以预见,固-固相变材料在建筑节能领域将是很有应用前途的一类相变材料。
四、相变材料的应用技术
随着相变材料在建筑节能领域的应用研究,其应用技术和产品性能逐步提高,产品品种也越来越多。目前已经确定了一定数量的能够应用于建筑材料的相变材料,但如何应用成为目前人们最为关注的问题。通常能够用于建筑节能的低温相变材料中固-固相变的材料很少,大多为固-液相变材料。对于低温固-液相变材料,其工作状态都是固液态的不断转化,如何将相变材料应用于在建筑材料既有节能效果又不影响墙体质量成为最关键的技术。虽然国内对相变材料在建筑节能的研究起步较晚,但对产品应用研究和推广进展很快。目前已经形成了相变砂浆、相变水泥、相变腻子、相变混凝土、相变石膏板、甚至相变涂料等一系列保温节能产品,其保温节能性能不但优于传统材料,而且其他力学性能、抗裂等性能也优于传统材料。根据在建筑中不同的使用方法和不同产品,相变材料可以选择不同的定性技术,比如将相变材料封装后用于建筑物构件的夹层;将相变材料与建筑材料掺和制成砖瓦、墙板、地板、天花板等建筑材料;将相变材料制成微米或纳米级胶囊填入混凝土或用于涂层等等。
1 . 相变材料吸附封装技术
将有机相变材料与无机三维网络结构材料,通过特殊混合工艺将相变材料嵌入到无机材料空间中,这类材料一般具有较高的相变潜热和稳定性,而且价格较低使用方便。这种网状或层状的无机纳米材料吸附相变材料形成的微小颗粒不但可以复合入石膏板、墙板、内外墙涂料、地板、沙浆、水泥等建筑材料,而且可作为填料与高分子材料混和,成为具有可热塑形加工的材料,随意加工成各种板材或异型材。同济大学的张东等人目前主要研究以多孔或网状无机材料作为相变材料的存储基质,使得相变材料易于工业化生产应用,而且价格低廉。另外,无机石墨粉体具有丰富的微孔结构,将有机物相变材料与石墨在高于其相变温度条件下进行共混吸附,有机物相变材料被吸附到膨胀石墨的微孔结构中,能有效地解决有机物相变材料
2 . 相变材料微胶囊封装技术
微胶囊技术是一种先进的微包覆技术,传统的做法是将被包封物质分散在液体中,在微小分散体的表面包覆一层聚合物薄膜。人们已将此技术利用于很多领域,如:化妆品、药剂、香料、油墨等生活常用品中。由于相变材料的性能很不稳定,微胶囊技术可以很好地解决相变材料的稳定性,因此微胶囊技术成为相变材料应用研究的重点。相变材料被包覆成为胶囊后使用非常方便,而且能够广泛应用于墙体、涂料、石膏板、房屋内装饰材料等。
该技术主要是将相变材料制成一种球形小颗粒,然后再表面封装一层性能稳定的外壳,即得到相变材料微胶囊,胶囊的直径一般在1~1000μm之间,高分子是最为常见的外壳材料。该项技术工艺相对简单成熟,易于大规模生产。目前存在的主要问题是,对于体积变化较大的相变材料(体积变化>15%),反复的相变影响材料的使用寿命,因此要求包封层具有足够的厚度和强度,且不影响相变材料的热导性能。我国的清华大学、天津工业大学、河北工业大学等机构对相变材料微胶囊技术的基础研究较多。微胶囊的应用技术主要是将相变材料如石蜡、脂肪酸等乳化后形成微胶囊材料,用于墙体材料的砂浆、腻子、水泥、石膏板、涂料等。为了防止相变材料的泄漏和破裂,成都新柯力化工科技有限公司针对具体的产品应用,进行了微胶囊的改进,形成了可直接应用于建筑节能材料的相变材料,该材料使用方便性能良好,而且可用于节能涂料。
结语
建筑保温隔热材料是建筑节能的物质基础.根据相变材料的相变储能原理,在隔热材料中掺人相变材料来制备高效节能建筑隔热材料,是建筑节能领域中的研究热点之一。相信随着新型相变材料的不断研究和开发,新的测试技术的逐步完善,相变储能建筑材料必将在今后的建材领域大有用武之地,随着人们对建筑节能的重视其应用前景也会越来越广阔。
【参考文献】