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节能型外墙保温隔热材料系统研制与应用

作　者: 郝先成
导　师: 马保国
学　校: 武汉理工大学
专　业: 材料学
关键词: 保温隔热抗裂相变材料外墙外保温
分类号: TU551
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

我国城乡建筑围护结构保温隔热性能差、能源利用效率低,建筑能耗约占社会总能耗的27.6%且呈逐年上升趋势。本课题拟综合利用当地可再生资源研制开发节能型保温隔热材料系统,该系统具有保温隔热、优良的抗裂性、环保节能且施工简单等特点;其技术核心为:外墙外保温系统研究、外墙外保温材料抗裂研究、相变材料(Phase Change Materials,PCM)在建筑围护结构中的功效分析。外墙外保温系统研究:保温隔热结构设计及理论研究、综合利用工业废弃物开发具有保温和隔热性能的胶粉聚苯颗粒保温隔热灰浆及膨胀聚苯板薄抹灰建筑外墙保温系统施工工艺。具体特点:1) 提出保温隔热系统结构设计理论、保温隔热层厚度等;2) 对聚苯乙烯泡沫颗粒的级配及它和胶凝材料配比进行设计,使该保温隔热材料各项性能指标都得到了优化;填加的硅铝玻璃空心球体料属于轻质多孔材料,起到了保温隔热作用,研究表明:对于不同基层墙体,选用不超过40mm该保温隔热灰浆,即可达到标准中关于墙体传热系数与蓄热系数的要求;3) 对聚苯板的拼接、耐碱网格布的搭接与翻包、锚栓使用、系统分格缝与伸缩缝、阴阳角和窗洞口、阳台和滴水线等的基本构造形式进行论述。外墙外保温材料抗裂研究:利用“逐层释放应力”的理念,对保温隔热材料抗裂保护层进行设计,解决墙体材料开裂的问题。具体特点:1) 对掺入不同量乳胶粉的砂浆性能进行测试,表明掺量控制在1.5%即对抗裂砂的柔韧性具有改善作用;2) 耐碱网格布对应力具有分散作用,可以有效改善因应力集中而产生的裂纹:3) 通过SEM图谱观察聚合物对水泥砂浆的改善作用。相变材料在建筑围护结构中的功效分析:相变材料用于建筑围护结构中,具有节约材料用量、降低室内温度等功效,用正二十二碳石蜡作为相变材料的算例结果表明:在相同条件下与不加相变材料相比,室外温度升高10℃时,加入相变材料可削减室内峰值温度约4℃,可使室内峰值温度滞后2.65h。本研究成果已推广应用,表明:1) 可有效减少能源消耗、降低环境污染;2) 可有效改善室内空气质量:3) 产品以固体废弃物为主要原材料,节能利废;4) 5年可回收所有建筑保温隔热材料成本,远远低于建筑的使用年限。

全文目录

第1章绪论  10-21
  1.1 保温隔热材料研究的背景  10-12
  1.2 保温隔热材料研究的意义  12-13
  1.3 国内外保温隔热材料发展现状  13-16
    1.3.1 国外保温材料发展现状  13-14
    1.3.2 我国建筑保温隔热材料的发展现状  14-16
  1.4 我国对墙体传热系数的规定  16-17
  1.5 我国保温隔热材料发展过程中存在的问题  17-18
  1.6 研究内容及技术路线  18-21
    1.6.1 研究内容  18-20
    1.6.2 研究技术路线  20-21
第2章保温隔热结构设计及理论基础研究  21-29
  2.1 保温隔热材料的选用原则  21
  2.2 建筑外墙保温隔热结构设计  21-24
    2.2.1 保温隔热材料设计原理  22-23
    2.2.2 抗裂砂浆设计原理  23-24
  2.3 保温隔热层厚度设计  24-26
  2.4 热桥研究  26-28
  2.5 本章小结  28-29
第3章外墙保温隔热材料及施工工艺  29-42
  3.1 外墙保温的提出及特点  29-32
    3.1.1 外墙内保温  29-30
    3.1.2 外墙夹芯保温  30-31
    3.1.3 外墙外保温  31-32
  3.2 胶粉聚苯颗粒保温隔热灰浆  32-35
    3.2.1 原材料  33-34
    3.2.2 配合比  34
    3.2.3 性能测试  34-35
  3.3 膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统研究  35-41
    3.3.1 原材料  35-36
    3.3.2 膨胀聚苯板薄抹灰建筑外墙保温系统施工工艺  36-41
      3.3.2.1 施工工艺  36-41
      3.3.2.2 施工工艺注意事项  41
  3.4 本章小结  41-42
第4章外墙外保温抗裂研究  42-63
  4.1 裂缝产生的原因  42-43
  4.2 抗裂措施  43-45
    4.2.1 材料  43-44
    4.2.2 施工工艺  44-45
  4.3 可再分散乳胶粉对抗裂性能的影响研究  45-62
    4.3.1 可分散乳胶粉对水泥砂浆的改性机理  45-47
    4.3.2 试验内容与技术方案  47-48
    4.3.3 原材料分析  48-51
      4.3.3.1 可分散乳胶粉  48-50
      4.3.3.2 水泥  50-51
      4.3.3.3 粉煤灰  51
      4.3.3.4 细砂  51
      4.3.3.5 膨胀剂  51
      4.3.3.6 保水剂  51
    4.3.4 实验过程及结果分析  51-61
      4.3.4.1 测试指标  52
      4.3.4.2 实验部分  52-61
    4.3.5 SEM分析  61-62
  4.4 本章小结  62-63
第5章相变材料在建筑围护结构中的功效分析  63-73
  5.1 稳定热源时的相变换热计算  63-65
    5.1.1 相变温度T_c的确定  63-64
    5.1.2 PCM在建筑节能系统中的作用  64-65
      5.1.2.1 PCM的掺量m和节约材料量△δ  64
      5.1.2.2 降低室内的温度△T  64-65
      5.1.2.3 滞后时间△t  65
  5.2 正弦波形热源条件下的相变换热  65-66
  5.3 PCM应用功效分析  66-71
    5.3.1 确定PCM相转变温度Tc  66-69
    5.3.2 PCM对节能系统的影响  69-71
  5.4 本章小结  71-73
第6章社会效益与经济效益分析  73-75
  6.1 社会效益  73
  6.2 经济效益  73-75
第7章结论  75-77
参考文献  77-81
附录1 攻读硕士期间发表文章及申报专利  81-82
附录2 系统耐候及抗震性检测  82-83
附录3 工程实例  83-84
致谢  84

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