复合相变墙体应用于被动式太阳房的初步研究

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1、第11卷第6期建筑材料学报Vo1．11，No．62O08年12月J0URNAL0FBUILDINGMATERIALSDec．，2OO8文章编号：1OO7—9629(2OO8)O6一O684一O6复合相变墙体应用于被动式太阳房的初步研究陈超，刘宇宁，果海凤，周玮(北京工业大学建筑工程学院，北京loOO22)摘要：以冬季日照率较高、太阳辐射强度大的北京地区为研究对象，依据建筑热物理学、传热学以及相变贮能理论，结合计算机模拟分析以及实验的方法，研究了复合相变墙体材料在被动式太阳房中应用的可行性，为相变蓄热技术以及可再生能源

2、在建筑节能中的应用提供参考．关键词：复合相变；墙体；传热中图分类号：TK512．4文献标识码：AFeasibilityStudy0nCOmpositePCMWallb0ardinPassiVeS0larHOuseCHENCa0，LUY—g，GL^0HⅡ一ng，ZH0己，W(InstituteofArchitectureEngineering，BeingUniversityofTechnology，Being1OOO22，China)Abstract：ThepassivesolarhouseinBeijingareaw

3、hereso1arenergyresourceisabundantinwin—terwastakentostudy．Thepropertiessuchaslong—timesunshineandintensesolarradiation．BasedonbuiIdingthermaIphysics，heattransferandphasechangestoragetheories，thefeasibiIi—tyandenergyconserVationcharacteristicofthecompositephasec

4、hangemateria1(PCM)wallboardinthepassivesolarhousewerestudiedbythemethodsofcomputersimu1ationandexperimentalana1ysiswerestudied，whichprovidesusefu1referencefortheapp1icationofheatstoringtechno1一ogyofthePCMandtheutilizationofrenewableenergyinthebuildingenergycons

5、ervation．Keywords：compositephasechange；wa11board；heattransfer充分利用可再生能源，提高建筑用能效率，已成为建筑持续发展的重要途径之一．在中国北方部分地区，由于冬季日照率较高、太阳辐射强度大，白天室内气温往往较高．若能将太阳能热利用技术与相变蓄热技术有机结合，将相变蓄热技术被动式应用于建筑中，则可将白天室内多余的太阳能储存在建筑围护结构内，到夜间再逐渐释放，从而实现可再生能源的高效利用，达到降低建筑能耗的目标，同时提高房间的热舒适性．关于相变蓄热技术在建筑中的

6、应用，Banu和Feldman等l_】广泛研究了有机相变混合材料的适用性、稳定性和热物性，并将相变材料(PCM)应用于大体积混凝土和石膏板中，在舒适的室温范围内利用相变潜热蓄热可使蓄热能力提高1O～13．Neeper_3将脂肪酸和石蜡注入石膏中，所得相变墙体储存的热量相当于大面积太阳能蓄热板所获得的热量．Athienitis[4通过实验和数学模拟，研究了采用含25(质量分数)的丁基硬脂酸(Bs)相变石膏板建筑的房间温度变化，计算结果收稿日期：2()()7一]1—28；修订日期：20O8一O4—22基金项目：国家自然科

7、学基金(5O678OO6)作者简介：陈超(1958一)，女，湖南长沙人，北京工业大学教授，博士生导师，博士．E—mai1：chenchao@bjut．edu．c“第6期陈超，等：复合相变墙体应用于被动式太阳房的初步研究685表明利用该相变石膏板白天最多可降低房间温度4℃，张寅平等分别比较了以高密度聚乙烯和低密度聚乙烯为支撑的定形相变材料的均匀性和稳定性，结果表明高密度聚乙烯更适合做支撑封装材料．冯国会等通过浸泡法制成相变储能墙板，建造了相变墙房间，并系统研究了冬季工况下相变墙对室内热舒适性的影响．本研究将所研制的复合

8、相变墙体材料l_7]应用于普通建筑的墙体内表面，并以采用该复合相变墙体材料的被动式太阳房作为研究对象，结合显热容法建立关于该相变房间的传热模型，同时结合实验，研究关于该复合相变墙体材料应用于被动式太阳房的可行性、节能性以及适应性，为相变蓄热技术以及可再生能源在建筑节能中的应用提供参考．1建筑热过程分析1．1建立房间热平衡方程以一典型住宅房间为研