建筑论文：考虑气候影响的湿热地区多孔建筑材料隔热特性研究

　　施工论文：考虑气候影响的湿热地区多孔建筑材料隔热特性研究

　　摘要: 考虑到湿热地区长期以来受高温的影响下造成人类生存环境的不便，多孔建筑材料作为解决此问题的关键因素，其隔热特性一直是相关部门重点的研究对象。针对这一现象，进行考虑气候影响的湿热地区多孔建筑材料隔热特性研究。通过分析多孔建筑材料遮蔽系数，得出在湿热地区，受春、夏室外气候温度高的影响下多孔建筑材料遮蔽系数数值最大值会减小；而受秋、冬室外气候温度低的影响下多孔建筑材料遮蔽系数数值最大值会增高；分析多孔建筑材料导热系数，建议在夏季天气炎热的气候中，可以通过添加高效红外吸附剂后，可隔断辐射传热；分析多孔建筑材料反射率，得出随着多孔建筑材料隔热膜厚度的增加，多孔建筑材料反射率数值也会呈现出逐渐递减的趋势。

　　关键词：气候影响; 湿热地区; 多孔建筑材料; 隔热特性;

　　中图分类号: TP343.7  文献标识码:A

　　0引言：

　　湿热地区具有夏季时间长、日照光线强烈等特点，由于室外温度过高，人类很难适应高温的生存环境，基于此，降温是湿热地区最主要的研究话题[1]。通过多孔建筑材料进行隔热是建筑防热中最常见的隔热方式，多孔建筑材料以其成本低、隔热效果好并且环保等优势，在众多建筑隔热材料中脱颖而出，成为建筑隔热材料的首选。目前，我国随着城市化进程的加快，产生了剧烈的热岛效应，针对湿热地区多孔建筑材料隔热特性研究十分普遍，将多孔建筑材料大量应用于建筑墙体以及屋顶等区域，通过孔隙吸水后蒸发的原理，在建筑材料隔热研究中能够取得一定的研究效果[2]。结合廖利娣等人提出的湿热地区多孔建筑材料隔热特性研究中表明，湿热地区多孔建筑材料的隔热特性会受到气候的影响，但未针对这一方向进行深入研究。在国外，针对考虑气候影响的湿热地区多孔建筑材料隔热特性研究是由Blocken首次提出，表明了多孔建筑材料隔热特性会随气候的变化而变化，但国外与我国在气候方面存在本质上的不同，因此，本文仅以此为理论依据，开展考虑气候影响的湿热地区多孔建筑材料隔热特性研究，致力于为多孔建筑材料隔热方面的研究提供理论支持。

　　1考虑气候影响的湿热地区多孔建筑材料隔热特性研究

　　由于多孔建筑材料本身孔洞率以及体积密度低的特点，能够有效阻隔热量的固体传导和气体传导[3]。在本文进行的考虑气候影响的湿热地区多孔建筑材料隔热特性研究中，通过对多孔建筑材料的3点隔热特性进行重点研究，致力于更好的应用多孔建筑材料的隔热特性，提高其隔热效果。

　　1.1多孔建筑材料遮蔽系数

　　本文在考虑气候影响的前提条件下，对湿热地区多孔建筑材料的遮蔽系数进行研究[4]。遮蔽系数作为能够直接反映多孔建筑材料半球发射率的重要参数，本文通过对其进行计算的方式，确定湿热地区多孔建筑材料隔热特性中的遮蔽系数。设考虑气候影响的多孔建筑材料遮蔽系数为，则其具体计算公式，如公式（1）所示。

　　（1）

　　在公式（1）中，指的是通常情况下普通多孔建筑材料的太阳能总透过率，在湿热地区的理论值取89.8%；指的是多孔建筑材料的太阳光直接吸收比；指的是多孔建筑材料的太阳光直接透射比；指的是多孔建筑材料的半球发射率；指的是多孔建筑材料的半球辐射率；指的是多孔建筑材料的厚度，为实数，单位为mm。通过公式（1）可得出多孔建筑材料的遮蔽系数。结合GB 50189-2005中不同气候影响对多孔建筑材料遮蔽系数的要求，得出多孔建筑材料遮蔽系数的标准取值范围。不同气候影响下多孔建筑材料遮蔽系数的标准取值范围，如表1所示。

　　表1气候影响下多孔建筑材料遮蔽系数的标准取值范围

　　通过表1可以看出，在湿热地区，受春、夏室外气候温度高的影响下多孔建筑材料遮蔽系数数值最大值会减小；而受秋、冬室外气候温度低的影响下多孔建筑材料遮蔽系数数值最大值会增高。因此，在春、夏室外气候温度高的情况下，可以通过在多孔建筑材料上覆盖保温隔热薄膜的方式，提高多孔建筑材料在春、夏气候的遮蔽系数，从而保证多孔建筑材料的隔热效果。

　　1.2多孔建筑材料导热系数

　　多孔建筑材料导热系数作为湿热地区多孔建筑材料隔热特性中最关键的指标参数，确定多孔建筑材料导热系数的具体步骤为：首先，考虑气候影响的基础上，计算湿热地区多孔建筑材料的表征传热的参数，将表征湿热地区多孔建筑材料的参数设为，则其计算公式，如公式（2）所示。

　　（2）

　　在公式（2）中，指的是多孔建筑材料外侧表面的热传递系数，单位为W/ m2 ·K，在湿热地区的理论值取24.5W/ m2 ·K；指的是多孔建筑材料内侧表面的热传递系数，单位为W/ m2 ·K，在湿热地区的理论值取13.0W/ m2 ·K；指的是不同气候下的日平均温度，单位为℃。通过公式（2），计算得出湿热地区多孔建筑材料的表征传热的参数，而后推导出多孔建筑材料系统内部热传到系数。设多孔建筑材料系统内部热传到系数为，则其计算公式，如公式（3）所示。

　　（3）

　　在公式（3）中，指的是多孔建筑材料气体层的数量；指的是多孔建筑材料空隙的导热率，根据JC/T536-1994中不同气候影响对多孔建筑材料导热系数的要求，在春季的理论值取12.5%、夏季的理论值取15.3%、秋季的理论值取10.3%、冬季的理论值取3.6%；指的是多孔建筑材料层的数量；指的是多孔建筑材料的热阻。在得出多孔建筑材料系统内部热传到系数的基础上，进行多孔建筑材料导热系数研究中的最后一步，计算多孔建筑材料导热系数[5]。设多孔建筑材料导热系数为，则其计算公式，如公式（4）所示。

　　（4）

　　在公式（4）中，指的是多孔建筑材料在湿热地区的校正发射率；指的是斯蒂芬—波尔兹曼常数。通过公式（4）得出多孔建筑材料导热系数。与此同时，考虑到湿热地区多孔建筑材料导热系数还受体积密度、内部缺陷、孔洞尺寸、孔洞形状影响，因此由于气体分子的热运动，即使在静置空气中气体分子间的相互碰撞也会引起热量运动。考虑到气候环境温度高的固态热传导机制，多孔建筑材料粒子的面积大，传导的热量也会增多，就需要减少多孔建筑材料接触部分的面积，从而减少传导的热量。针对多孔建筑材料导热系数中的辐射传热，对红外呈透明状，这种情况下热辐射更加容易穿透，在夏季天气炎热的气候中，可以通过添加高效红外吸附剂后，可隔断辐射传热。

　　1.3多孔建筑材料反射率

　　基于多孔建筑材料自身良好的热反射功能，多孔建筑材料反射率与折射率相关，这就意味着多孔建筑材料的反射率必然是复数[6]。根据光线在空气中垂直入射的基本反射原理，可设多孔建筑材料的反射率为,则其计算公式，如公式（5）所示。

　　（5）

　　在公式（5）中，指的是考虑气候影响的湿热地区多孔建筑材料的折射率，一般情况下取值在95.8%以上；指的是考虑气候影响的湿热地区多孔建筑材料的隔热膜厚度，单位为mm。根据公式（5）得出的多孔建筑材料反射率，结合GB 45879-2005中不同气候影响对多孔建筑材料反射率的要求，得出不同隔热膜厚度下多孔建筑材料反射率的标准取值范围[7]。不同隔热膜厚度下考虑气候影响多孔建筑材料反射率的标准取值范围，如表2所示。

　　表2不同隔热膜厚度下多孔建筑材料反射率的取值范围

　　通过表2可以看出，在湿热地区，受春、夏室外气候温度高的影响下多孔建筑材料反射率数值会增大；而受秋、冬室外气候温度低的影响下多孔建筑材料遮蔽系数数值会减少。与此同时，随着多孔建筑材料隔热膜厚度的增加，多孔建筑材料反射率数值也会呈现出逐渐递减的趋势。由此可见，影响湿热地区多孔建筑材料隔热特性程度最高的参数就是多孔建筑材料的隔热膜厚度，建议在春、夏室外气候温度高的情况下，采用隔热膜厚度较高的多孔建筑材料进行隔热；而在春、夏室外气候温度低的情况下，可以采用隔热膜厚度较低的多孔建筑材料进行隔热，均能够取得很好的隔热效果。

　　2结束语

　　通过考虑气候影响的湿热地区多孔建筑材料隔热特性研究，明确了湿热地区多孔建筑材料隔热特性方面的研究愈发的受到重视，基于湿热地区多孔建筑材料隔热特性的研究经历了从起步到快速发展的阶段。因此，本文进行的考虑气候影响的湿热地区多孔建筑材料隔热特性研究是十分必要的，且具有现实意义的，能够为建筑隔热方面的研究提供理论支持。但本文唯一不足之处在于，没有对考虑气候影响的湿热地区多孔建筑材料隔热特性通过实例分析的方式进行深入分析，相信这一点，可以作为考虑气候影响的湿热地区多孔建筑材料隔热特性领域日后的研究内容之一。

　　参考文献

　　[1] 李宁,许伊那,廖利娣. 湿热地区多孔建筑材料隔热特性研究[J]. 建筑科学,2018,34(012):026-031+156.

　　[2] 吴会军,杨建明,郭思彤等. 建筑墙体用气凝胶绝热板的隔热性能实验研究[J]. 建筑科学,2019,35(004):010-014+075.

　　[3] 梁清山. 环保型建筑节能材料的特性及应用发展趋势[J]. 建材与装饰,2019,01(028):074-075.

　　[4] 季春波. 建筑材料性质对节点传热系数的影响——铝合金型材空腔填充聚氨酯泡沫[J]. 建材与装饰,2020,01(004):062-063.

　　[5] 陈熙. 绿色建筑节能视野下的外墙保温材料实践应用探究[J]. 绿色环保建材,2020,01(003):014+016.

　　[6] 姜硕,蒋荃,孙飞龙. 建筑隔热保温涂料节能效果评价指标及方法综述[J]. 建筑节能,2019,47(002):108-112.

　　[7] 王颖,陈敬,何京哲等. 三亚地区通风层降温屋顶隔热性能及其优化设计研究[J]. 城市建筑,2019,16(013):133-137.