金属夹芯轻质绝热围护结构热湿功能研究

金属夹芯轻质绝热围护结构论文 建筑节能论文 渗透型构造论文
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近年来,随着围护结构建筑材料的革新和建筑节能技术的发展,轻型复合高效保温围护结构在各种大型建筑中得到了广泛应用,尤其是金属夹芯轻质绝热围护结构,具有轻质高强、易于拼接安装和维护费用低等诸多优点,已越来越多的应用在实际工程中。目前,出于大型建筑防火安全的考虑,金属夹芯绝热轻质围护结构主要采用岩棉、矿物棉等无机保温材料为芯材,但这类材料具有吸湿性强的特点,因此保温材料湿控制成为建筑热工设计的关键。本文针对金属夹芯轻质绝热围护结构开展热湿功能研究具有重要的现实意义。本文采用了理论与实验研究相结合的方法,探究了金属夹芯轻质绝热围护结构保温隔热效果及湿传递的相关问题。首先,论文针对金属夹芯轻质绝热围护结构的特点进行了分析总结。通过对相关标准规范和项目资料的收集整理,对应用于金属夹芯轻质绝热围护结构中的材料进行了介绍,按照不同的使用功能将保温构造归结为保温型和保温吸声型两种类型。通过两种围护结构隔热效果计算的对比分析,得出了金属夹芯轻质绝热围护结构具有热阻较大、热惰性差的特点,提出了在空调建筑上应用的简化传热计算方法。其次,本文针对岩棉、矿物棉等无机保温材料为芯材的金属夹芯轻质绝热围护结构的热湿性能进行了理论研究。按照不同的保温层边界类型将金属夹芯轻质绝热围护结构进行分类,分别提出相应的湿控制要点,通过理论分析得出了气密型、半气密型保温构造层内湿控制的条件,讨论了渗透型保温构造层的传热量计算,提出了优化围护结构热工性能的构造措施。最后本文通过实验方法对金属夹芯轻质绝热围护结构在冬季保温防潮和夏季隔热的性能进行了相关研究。在冬季保温实验中,渗透型保温构造在室内高温高湿空气长时间向围护结构内部渗透后,岩棉冷凝受潮后导热系数增大,试件的保温性能显著降低,其传热量是隔汽保温构造的五倍以上。通过降低热室湿度以及采用防水透气膜后,岩棉的受潮现象明显减弱。实验得到了岩棉含湿量与等效传热系数之间的指数关系式。在夏季隔热试验中,三种实验试件的热阻有如下关系:双面反射隔热膜构造>单面反射隔热膜构造>无膜构造,并且单面隔热膜能大幅度地提高构造的热阻,而双面较单面隔热膜构造而言隔热性能的改善效果较小。
摘要第3-4页
ABSTRACT第4-5页
插图及附表目录第6-12页
1 绪论第12-22页
    1.1 研究背景及意义第12-15页
        1.1.1 由热湿迁移造成的围护结构耐久性问题第13-14页
        1.1.2 由热湿迁移造成的建筑能耗及室内环境问题第14-15页
    1.2 国内外研究现状第15-19页
        1.2.1 传热功能研究第15-17页
        1.2.2 传湿功能研究第17-19页
    1.3 研究内容与方法第19-22页
        1.3.1 研究内容第19页
        1.3.2 研究方法第19-20页
        1.3.3 论文框架第20-22页
2 金属夹芯轻质绝热围护结构的特点第22-36页
    2.1 主要材料第22-26页
        2.1.1 面层材料第22-23页
        2.1.2 芯层材料第23-25页
        2.1.3 附加膜材料第25-26页
    2.2 保温构造形式第26-31页
        2.2.1 保温型构造第26-29页
        2.2.2 保温吸声型构造第29-31页
    2.3 热工特性第31-35页
        2.3.1 热工参数对比分析第31-34页
        2.3.2 热惰性特点对热工设计的影响第34-35页
    2.4 本章小结第35-36页
3 金属夹芯轻质绝热围护结构热湿性能分析第36-58页
    3.1 保温构造湿分布第36-41页
        3.1.1 保温层边界类型第36-39页
        3.1.2 保温层湿分布第39-41页
    3.2 保温构造湿控制第41-50页
        3.2.1 气密型保温构造湿控制第41-43页
        3.2.2 半气密型保温构造湿控制第43-49页
        3.2.3 渗透型保温构造湿控制第49-50页
    3.3 保温构造热工性能第50-55页
        3.3.1 传热量控制第50-51页
        3.3.2 热工性能优化第51-55页
    3.4 本章小结第55-58页
4 金属夹芯轻质绝热围护结构实验研究第58-96页
    4.1 冬季保温实验研究第58-78页
        4.1.1 实验目的第58页
        4.1.2 实验内容第58-59页
        4.1.3 实验方法第59-66页
        4.1.4 实验结果分析第66-78页
    4.2 夏季隔热实验研究第78-94页
        4.2.1 实验目的第78-79页
        4.2.2 热湿气候风洞试验台介绍第79-83页
        4.2.3 实验方法第83-87页
        4.2.4 实验结果分析第87-94页
    4.3 本章小结第94-96页
5 结论与展望第96-98页
    5.1 本文的研究结论第96-97页
    5.2 后续研究工作的展望第97-98页
致谢第98-100页
参考文献第100-104页
附录第104-115页
    A 岩棉导热系数测试结果第104-105页
    B 冬季保温实验数据统计表第105-113页
    C 夏季隔热实验数据统计表第113-115页
    D 作者在攻读学位期间发表的论文目录第115页
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