相變蓄能建筑材料節(jié)能評價(jià)探究

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1、相變蓄能建筑材料節(jié)能評價(jià)探究　　摘要：本文著重研究分析了如何對蓄能建筑材料進(jìn)行節(jié)能，對其節(jié)能性進(jìn)行了評價(jià)，并且從溫度阻尼率著手對建筑材料的節(jié)能性能定下了相應(yīng)指標(biāo)。例舉了行業(yè)中常見的蓄能石膏板來進(jìn)行節(jié)能性檢測，首創(chuàng)以溫度阻尼率來檢測節(jié)能效果的手段。檢驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了在相變蓄能建筑材料的節(jié)能評價(jià)中，溫度阻尼率是一個(gè)十分重要的判斷依據(jù)。關(guān)鍵詞：節(jié)能評價(jià)；溫度阻尼率；相變蓄能建筑材料；節(jié)能效率建筑行業(yè)進(jìn)入新世紀(jì)以來呈現(xiàn)良好的發(fā)展勢頭，在諸多創(chuàng)新性建筑手段中，利用相變潛熱來儲存與調(diào)用能量已經(jīng)成為建筑行業(yè)大力發(fā)展的項(xiàng)目之一。相變蓄能材料對溫度的調(diào)節(jié)建立在其發(fā)生相變過程時(shí)優(yōu)秀的能量交換率。一、評價(jià)依據(jù)

2、及方法建成的建筑物在使用過程中，主要是維持室內(nèi)溫度這個(gè)方面耗費(fèi)能量，所以要想節(jié)能，就要在維持室內(nèi)溫度的方面著手。避免由于制冷與制熱造成的能量過度損失。而相變物質(zhì)正是具有優(yōu)秀的熱量調(diào)節(jié)性能，可以將能量進(jìn)行可控地吸收與輸出，能夠有效地控制室內(nèi)的溫度，避免空調(diào)系統(tǒng)耗費(fèi)較大能量，所以才被廣泛使用在建筑物節(jié)能方面。6建立健全有效的評價(jià)系統(tǒng)，開展相變蓄能建筑材料節(jié)能評價(jià)工作，靈活地根據(jù)相變蓄能建筑材料的特性來改變節(jié)能系統(tǒng)的工作原理。本文主要研究了間接法和直接法這兩種主要的節(jié)能方法。二、評價(jià)指標(biāo)2.1溫度阻尼率在間接評價(jià)方法中，溫度阻尼率是一個(gè)十分重要的方法。此方法合并了溫度的保持方法與節(jié)能量二者

3、，以時(shí)間為基礎(chǔ)對節(jié)能效果進(jìn)行評估。由于在我國建筑行業(yè)，普遍規(guī)定的室內(nèi)舒適溫度為十六到十八度，低于人體舒適溫度二十五度，因此當(dāng)室內(nèi)溫度比十六度還要低時(shí)，建筑物通常自行進(jìn)行集中供暖。而相變點(diǎn)蓄能建材的施用能夠避免室內(nèi)溫度出現(xiàn)急劇變化，將室溫維持在較舒適的水平，這種能夠?qū)κ覝剡M(jìn)行調(diào)節(jié)的作用就是溫度阻尼作用。為了使得到的數(shù)據(jù)便于統(tǒng)計(jì)，我們在計(jì)算時(shí)通常忽略室內(nèi)外的熱量交換，而僅僅考慮墻壁對熱量的阻隔作用，以及壁面對熱量的傳導(dǎo)。忽略墻內(nèi)壁與室溫之間的溫度差異，外壁與氣溫之間的溫度差異，假設(shè)溫度不影響熱導(dǎo)率λ，而在室內(nèi)，溫度的改變也僅僅沿著垂直于壁面的方向，把墻體的瞬時(shí)導(dǎo)熱問題轉(zhuǎn)化為狀態(tài)較為穩(wěn)定的

4、平面墻壁傳熱問題。2.2節(jié)能效率6節(jié)能效率直接以對比試驗(yàn)的形式測定了相變蓄能建筑材料對建筑物的節(jié)能所做出的貢獻(xiàn)，并將其以數(shù)據(jù)的形式表現(xiàn)出來。由于建筑物與環(huán)境之間時(shí)刻存在著能量的傳遞，所以室溫的維持要依靠空調(diào)系統(tǒng)，而空調(diào)系統(tǒng)的使用就意味著大量能量的流失。因此我們制定了節(jié)能效率這一標(biāo)準(zhǔn)對相變材料的節(jié)能效果進(jìn)行評估。節(jié)能效率η為相變材料儲存與釋放的的總能量與維持室溫所消耗的總能量的比值。反觀建筑物的采暖，由于溫度阻尼的影響，合適的室溫通?？梢匝娱L較長時(shí)間，在一般情況下，使用供暖系統(tǒng)的時(shí)間被壓縮，進(jìn)而節(jié)約電量。而在沒有使用相變蓄能材料的建筑里，為了保持室溫的合適，需要使用空調(diào)系統(tǒng)來進(jìn)行調(diào)節(jié)，

5、進(jìn)而造成了較大的能量耗費(fèi)，而采用了蓄能建材的建筑則在這方面的消耗有所減少。三、指標(biāo)的測定3.1選用裝置仔細(xì)分析建筑材料的溫度阻尼率，可以發(fā)現(xiàn)在進(jìn)行指標(biāo)測定時(shí)，降溫環(huán)境的構(gòu)建是必要的，以測定室溫從高溫降到十六度所需要的時(shí)間，并記錄在這個(gè)時(shí)間內(nèi)所花費(fèi)的電量大小?？梢允褂脷夂蛳鋪順?gòu)建相同的外部環(huán)境，并在氣候箱內(nèi)建筑“房屋”，接通適量的電阻絲來發(fā)熱，構(gòu)成一個(gè)與現(xiàn)實(shí)世界相似的建筑系統(tǒng)。為了確保取得的數(shù)據(jù)之間可以橫向比較，要保證實(shí)驗(yàn)的環(huán)境相同，構(gòu)建實(shí)驗(yàn)設(shè)備的材料也要相同。在測量的時(shí)候，所用的實(shí)驗(yàn)材料6與現(xiàn)實(shí)的相變材料的成分要相同。在搭建好實(shí)驗(yàn)樣板之后，在實(shí)驗(yàn)箱中構(gòu)建起樣板模型，其相變溫度設(shè)為tm

6、，使用太陽或者人工光源進(jìn)行照射，加熱實(shí)驗(yàn)箱體內(nèi)的空氣，箱內(nèi)溫度升到tc之后，相變材料由于溫度過高融化成液態(tài)，然后將電阻絲放入實(shí)驗(yàn)箱體之中，保持其溫度不變?yōu)閠s，并比前幾個(gè)溫度都要低，這樣就可以保持較低的外界溫度。準(zhǔn)備完成之后使用空調(diào)系統(tǒng)對兩個(gè)實(shí)驗(yàn)箱體同時(shí)降溫，當(dāng)溫度降至材料的相變溫度tm的時(shí)候，材料的相變反應(yīng)開始，阻礙箱體內(nèi)環(huán)境溫度的下降，記錄對照箱體溫度下降至tp所需要的時(shí)間，并使用電參數(shù)測定儀來確定溫度下降至此消耗的電能之和，通過連續(xù)十二小時(shí)的實(shí)驗(yàn)，最終計(jì)算得出加熱器消耗的電能之和，使用溫度測試儀來記錄實(shí)驗(yàn)箱體內(nèi)部氣溫的變化情況。使用上述方式可以較為精確地測出相變蓄能建筑材料的阻

7、尼率。3.2試驗(yàn)步驟6實(shí)驗(yàn)中的蓄能物質(zhì)使用了羧酸混合物，在室溫二十度的條件下就可以觸發(fā)相變反應(yīng)發(fā)生，每克能夠產(chǎn)生133J的相變熱。在實(shí)驗(yàn)中，將石膏板放入溫度為七十度的干燥箱中，并記錄其重量，接著加熱到四十度，混合蓄能物質(zhì)與石膏板，是蓄能物質(zhì)充分進(jìn)入石膏板中，二者充分相互滲透之后，在石膏板表面涂上足夠的防水涂料，待其表面沉淀成膜，一塊嶄新的相變蓄能石膏板就誕生了。在另一組實(shí)驗(yàn)箱體中，架設(shè)大小、重量等實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)都與實(shí)驗(yàn)組相同的石膏板進(jìn)行對照，以方便得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。