超绝缘透光气凝胶玻璃系统在潮湿的亚热带气候商业建筑围护结构的中的应用

《超绝缘透光气凝胶玻璃系统在潮湿的亚热带气候商业建筑围护结构的中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、超绝缘透光气凝胶玻璃系统在潮湿的亚热带气候商业建筑围护结构的中的应用——对房间冷负荷的影响摘要通过上釉的太阳辐射是亚热带气候制冷时房间冷负荷的一个主要来源。节能玻璃系统的应用可以显著降低夏季空调系统的能耗，因此已经成为一个热门的研究课题。在本文中，对一个超绝缘玻璃窗体系进行了研究，这是由两层传统的单层透明玻璃板和填充在之间氧化硅气凝胶层形成。制备几个玻璃样品。测量它们的热量和光学参数。每年的HVAC（供暖，通风和空调）系统的能量分析也是基于空间冷却负荷模拟进行的。结果表明，在像香港一样潮湿的亚热带气候，在一个典型的商业建筑中，使用气凝胶玻璃系统平均可以降低4％的每平方米的制冷量

2、。置于表层热增益，减少量就达60％左右。并且还可以发现，如果在建筑物的内部热源占总冷负荷的一小部分，氧化硅气凝胶玻璃窗系统执行效果会更好，1.绪论1.1.研究背景窗户在现在的建筑中扮演着非常重要的角色，它为使用者提供视觉上的舒适体验。根据我们早前的研究，通过窗口区域得到的太阳热能占据了建筑物外壁主要散热量的百分之65-80。窗口区域的隔热保温是建筑节能研究领域一个非常重要的问题。近日，一种名为“透明隔热”的隔热替代方案吸引了很多的注意力。这种方案的基本原理是直接应用玻璃表面的不透明材料，尝试着在减少透过玻璃区域的热量的同时保证一定水平的正常采光。现在，这项技术主要应用在那些在冬

3、天需要一定热量的气候地区。多层玻璃和低辐射玻璃是现在主流的透明隔热技术。多层玻璃和低辐射玻璃的应用以及那些可能会影响它们效果的因素例如——空气层的厚薄、玻璃镶板的厚度、玻璃的密封系统等等都已经在非常多的文献中被充分的讨论过了。随着材料科学的发展，许多新的透明隔热技术已经问世。在这些技术之中，二氧化硅气凝胶在玻璃系统中的应用让很多科学家非常感兴趣。1.2.二氧化硅气凝胶在建筑施工中应用的文献综述1.2.1.对于气凝胶材料内部传热理论模型开发气凝胶是由基斯特勒在1931年第一次发明的多孔材料。气凝胶具有非常大的孔隙率和非常小的孔隙体积，这使得它的热传导率甚至比它包含的气体还要小。由

4、于它的这一特性，气凝胶被从业人员所注意到。作为最常见的气凝胶，硅石气凝胶得到了很多的关注。研究人员开发了很多的理论模型，试图去描述和预测气凝胶内部结构中的热量传导过程。赵等人开发了联合辐射和热传导的模型，这个模型使用了修正过之后的反常衍射理论，去模拟纤维加载后的硅石气凝胶隔热材料的辐射和热传导特性。他们声称，通过减少纤维长度和直径的比，可以减少样本的导热率。他们还称，直径4e6mm的气凝胶纤维在高温隔热时有最好的表现。谢等人提出了理论模型，用来计算硅石气凝胶隔热材料的总导热率。他们的模型可以用ASA分型交叉球形模型来描述。模型还考虑了在气体传热和固体传热当中的尺度因素。他们发现

5、，温度和纤维直径可以非常显著地影响热能的变化。后来，他们进行了一项实验研究硅石气凝胶材料在高温下的性能。根据实验结果，他们提出了一个考虑了吸热反作用的热传导模型。玉等人开发了一个逼真的微观结构传输理论模型来分析硅石气凝胶的辐射传热。通过这个模型所产生的理论预测数据和实验得到的真实数据比较之后，得到了非常好的契合。魏等人通过THS的方法测量了从300K到970K和0.045pa到一个大气压的环境下，硅石气凝胶隔热材料的导热率。他们还开发了一个基于单元研究方法的理论模型。比较了模型和实验数据之后，他们发现数据匹配的非常好。后来，魏等人用傅里叶变换红外光谱仪对硅石气凝胶和其复合隔热材

6、料的辐射导热率进行了测试。本次测试的红外线波长范围是2.5mm-25mm。测试结果指出，测试样本的辐射导热率显著地依赖于波长。导热率大致上与温度的三次方成正比，并随着密度的增高而降低。毕等人提出了改进的三维数字化模型，并被现有的实验数据和几个理论模型所验证正确。他们发现硅石气凝胶的导热系数受到几何结构的影响并不大。所以，简单的结构可以被应用于分析当中。1.2.2.气凝胶隔热的不透明建筑物表面应用气凝胶最早出现在建筑施工中用于墙壁和屋顶表面的绝缘材料中。Koebel等做了气凝胶基于热超绝热不同的材料进行详细审查。Stahl等人开发和测试它们权利内部和外部的建筑表面上要施加基于气凝

7、胶绝热渲染。Yuan等开发改进由在高温下加入二氧化钛粉末的强度和二氧化硅气凝胶纤维复合材料的绝热性能的方法。他们还测定了热绝缘性能的最佳成型压力。道森等人研究了轻质聚碳酸酯板填充气凝胶替换在平板太阳能空气收集的常规玻璃盖板的可能性。后来经过在英国为时7天的实验周期，他们得出结论：相比于但传统的玻璃材料每年110千瓦时/平方米的产量和双玻璃每年140千瓦时/平方米，可以实现每年输出118~166千瓦时/平方米。Chen等开发了一种气凝胶填充夹芯板绝缘材料，目的是在同一时间同时提供机械支撑和额外