【摘 要】
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伴随我国社会主要矛盾已经转变为人民日益增长的美好生活需要同不平衡不充分发展间的矛盾,我们应该坚持走社会主义生态文明之路,其中较为重要的途径之一是利用具有被动调节能力的材料减少建筑能耗来实现节能减排。本研究主要通过制备相变储湿复合材料,减少对供热、通风与空气调节(Heating、Ventilation and Air Conditioning,HVAC)系统和其他辅助设备的使用来调控室内环境的温度、
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伴随我国社会主要矛盾已经转变为人民日益增长的美好生活需要同不平衡不充分发展间的矛盾,我们应该坚持走社会主义生态文明之路,其中较为重要的途径之一是利用具有被动调节能力的材料减少建筑能耗来实现节能减排。本研究主要通过制备相变储湿复合材料,减少对供热、通风与空气调节(Heating、Ventilation and Air Conditioning,HVAC)系统和其他辅助设备的使用来调控室内环境的温度、湿度,提高室内环境的舒适度,营造舒适、健康的室内环境。本研究选择硅烷偶联剂KH570改性的SiO2作为无机壁材,在其表面形成强界面层阻止液滴合一,利于改性SiO2在溶液中均匀分散。首先,选取相变材料癸酸(Decanoic Acid,DA)和棕榈酸(Palmitic Acid,PA)作为有机芯材,采用超声波辅助溶胶-凝胶法制备相变储湿复合材料,研究各工艺参数的影响,通过表征手段分析其制备机理及作用机理。然后,将它与石膏混合制备石膏基相变储湿复合材料,利用软件搭建办公室模型,按照是否使用石膏基相变储湿复合材料分别设定为普通房和节能房,模拟地点选择为不同气候区的代表城市。最后分析石膏基相变储湿复合材料对各地区室内温度和湿度的影响。本研究的主要内容和结果如下:(1)超声波作用可有效减小粒径的尺寸和分布;当超声波功率为120W、硅烷偶联剂为4g、超声波作用下溶液的温度为60℃和超声波对溶液的作用时间为100min时,相变储湿复合材料的粒径小而且分布集中;此时相对湿度40%~65%对应的平衡含湿量为0.1864~0.2379g/g,相变温度为20.23~23.59℃,相变潜热为40.91~46.72J/g;同时具有良好的稳定性能。(2)把改性的SiO2基DA-PA调温调湿复合材料和石膏混合制成石膏基相变储湿建筑材料,通过Design builder软件建立节能房和普通房模型,设置自然通风工况,夏热冬暖地区以广州为代表城市,夏热冬冷地区以武汉为代表城市,温和地区以昆明为代表城市,寒冷地区以西安为代表城市,严寒地区以哈尔滨为代表城市,数值模拟不同气候区代表城市室内的温度和湿度。(3)模拟数据分析结果表明,石膏基相变储湿建筑材料的应用可以有效的实现对温度和湿度的调控,改善室内舒适度。在夏热冬暖地区,节能房的温度和湿度波动变化较普通房降低0.37℃和1.2%RH;在夏热冬冷地区,节能房的温度和湿度波动变化较普通房降低0.19℃和0.4%RH;在温和地区,节能房的温度和湿度波动变化较普通房降低2.03℃和6.2%RH;在寒冷地区,节能房的温度和湿度波动变化较普通房降低0.12℃和0.3%RH;在严寒地区,节能房的温度和湿度波动变化较普通房降低1.40℃和6.4%RH。
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