一种可替代现有隔热保温材料的新型材料的研究与探讨.pdf

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1、一种可替代现有隔热保温材料的新型材料的研究与探讨李真民,陈义德,陈和均(总参南京市质量监督站,江苏南京210007)曾在参与的《高强度高热阻材料研制及其军事领域应用研究》课题试验中发现,用于军事领域的纤维增强SiO:气凝胶隔热复合材料也可用于民用建筑的隔热保温材料。它的导热系数为0.02w/m·k,其强度远远高于现今的隔热保温材料。2纤维增强SiO气凝胶隔热复合材料应用试验研究2.1性能测试试验测试表明在常温下,玄武岩棉增强SiO气凝胶隔热复合材料的导热系数为0.O196w/m·k;抗拉强度、抗弯强度和压缩1概述强度分别为1.OMPa、1.2MPa、0.3MPa

2、(10%8)和1.1MPa(50%8),达到了预期的实验目的。随着社会经济的高速发展,全球的能源消耗急剧上升,能2.2隔热保温性能分析源的紧缺已成为世界性的重大问题。节能减排成为当今世界的热能通过隔热保温材料的传导方式主要有以下4种,即重大课题,节约能源内容广泛,建筑节能是节能减排的重要组固体传热、对流传热、气相传热和辐射传热,这四种传热总和成部分。在我国,建筑业是能源需求增长较快的行业,据统计,构成材料热能传递。图为一般多孔材料与气凝胶3种传导方我国每年年增建筑面积高达18亿一20亿m。。有关数据统计显式的对比。示,2004年我国能源消费总量为203227万吨

3、标准煤,而建筑2.3案例分析计算总能耗为51730万吨标准煤;约占我国社会总能耗的25.45%,纤维增强SiO气凝胶隔热复合材料在军事领域中应用已2008年增长到27.5%,其建筑节能的重要程度可见一斑。取得较好的效果,那么是否可以应于民用建筑中的隔热保温建筑节能意义十分重要。节能方式很多,比如室内多采用呢?我们在沈阳某小区做了相关试验。自然光,节约用电,利用太阳能照明、采暖等。而建筑工程的内2.3.1相关数据外墙保温又是建筑节能的重要组成部分之一。内外墙保温的主查表得K=0.68w/m2·h·℃。阳面墙厚度为0.37m,阴面墙厚要材料是隔热保温材料,是一种对冷

4、热具有显著阻抗性材料或度为0.49m。材料复合体,其导热系数一般小于0.12w/m·k。目前,在我国推热流放热系数。=8.7;广和使用的有保温砂浆系列、膨聚苯板外墙保温系列、挤塑聚冷流放热系数oz2=23;苯板外墙外保温系列、硬泡聚氨酯再生复合板外墙外保温系空心砖导数系数O.378w/m2/h/oC;列、混凝土夹芯保温砌块墙体系列等。这些保温材料的导热系实心砖导数系数O.66w/mVh/~C数在0.0264w/m·k~O.085w/m·k之间,均不大于0.12w/m·k的2.3.2采用的计算公式要求,但这些保温材料存在以下的不足:①节能效率(%):【裸体材料的热

5、流量一绝热材料的热流量】,①抗震能力差,易松散,与结构构件结合不好,整体性能裸体材料的热流量1×100%差;②1h内流过平面单位热量为口;热流量温度£冷流量温度②不能承受外部装修贴、挂荷载,如贴石材、面砖、装饰构t,其公式为q=k(t,-t)(W);件等;2.3.3相关计算③不能承受有振动的凿、刨等装修活动,如剁斧石面层、预设定室内温度为l8℃,室外温度为一25℃。留洞、槽易出现冷槽;①不做保温层空心砖与实心砖外墙的传热量。④墙表面易出现裂纹,使外墙涂料出现大面积裂缝,导致空心砖墙体外墙渗漏,影响美观。Kr=1/[(1/8.7+(0.3710.378)+(1/2

6、3)]基于现有隔热保温材料存在的弊端,人们正试图研究新的隔热保温材料来取代它们。新的隔热保温材料不仅要具备良好的隔热保温效果,还要克服现有隔热保温材料上述不足。笔者一般多孔材料与气凝胶三种热传导方式对比传导方式一般多孔材料气温胶⋯导⋯⋯雠⋯导季/⋯⋯⋯一、一一,-'【L:寸外诱明.执辐射容易一—添加红外吸收剂和反射箔,热犏舸×(】二可有效阴隔热辐射、厂1l:。(。一1=I/(0.I15+0.979+0.043)l=1(118.7+0.37/0.66+0.02/0.02+1/23)=0.88(w/m·h·oC):0.582(w/m·h·℃)qx-0.88X[18一

7、(一25)]=37.84(w)q=0.582×[18一(一25)]=25.03(w)实心砖墙体节能效率(%)=(59.77—25.03)÷59.77×100%=58.12%。K=I[(1/8.7)+(0.37/0.66)+(1/23)]通过上述计算分析可以看出,采用现有隔热保温材料作为=1/(0.115+0.56+0043)内墙保温材料与空心砖相结合的节能效率分别是13.05%和=1.39(w/m·h·)18.71%;而采用SiO气凝胶隔热保温材作内墙保温时的节能qs=1.39×[18一(一25)]=59.77(w)效率分别为46.83%和58.12%,均提高了

8、30%以上,其结果可②采

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