绿色环保建筑节能论文提纲

2022-11-15

论文题目：纤维增强MPCM混凝土基本力学及相变循环稳定性能研究

摘要：随着世界经济及建筑业的快速发展,建筑能耗在社会总能耗中比重日益剧增。目前,我国建筑能耗约占全国能量总消耗的30%,如果不注重建筑节能,将直接制约经济的可持续发展。对建筑节能材料的开发与应用研究,已成为世界各国的研究热点。近年来,将PCM（Phase Change Materials）相变材料应用于建筑领域逐渐兴起,成为了一种绿色环保的建筑节能方式。PCM相变混凝土既是将PCM相变材料与混凝土基体材料混合制成的一种新型节能建筑材料。PCM混凝土应用于建筑领域主要通过利用相变材料发生相态变化时吸收和释放潜热并保持自身温度变化不大的特点,从而起到节能调温的效果。与普通混凝土相比,PCM混凝土具有比热容大、有较好的蓄热性能、且自重较小等优点。PCM应用于大体积混凝土中,还能够有效降低混凝土内部温升速率、改善混凝土基体的温度场,有削峰填谷的效果,利于减少混凝土早期裂缝的产生,提高混凝土的耐久性。因此,PCM混凝土应用于建筑围护结构,可以调节室内温度变化、减少室内温度波动,从而提高人体居住环境的舒适性。为了更好地推广PCM相变混凝土在建筑节能领域中的应用,本文针对性地对纤维增强微胶囊相变（MPCM,Micro-encapsulated Phase Change Materials）混凝土的基本力学性能、相变循环性能及其稳定性进行了试验研究与数值模拟分析。即在对掺入（1%）的弓形钢纤维与（0.1%）短切玄武岩纤维的MPCM微胶囊相变混凝土的力学性能与相变循环稳定性试验研究的基础上,对纤维增强MPCM混凝土的温度调节性能以及相变循环结构应力进行ANSYS有限元数值模拟。研究结果表明:（1）随着MPCM掺量（体积掺量:5%,7%,10%）的增加,纤维增强MPCM混凝土28d立方体抗压强度、抗拉强度均表现为逐渐降低的趋势。但在MPCM合适掺量情况下,纤维增强MPCM混凝土的强度比相同水灰比的普通混凝土强度要高（或接近）。（2）短期的相变循环（次数较少）对MPCM混凝土抗压、抗拉强度的影响不明显,而随着相变循环次数（n）的增加,纤维增强MPCM混凝土的密度会有所较小的降低。（3）对纤维增强MPCM相变混凝土墙体温度场进行ANSYS有限元数值模拟结果显示,MPCM相变墙体墙的蓄热系数、温度衰减倍数与延迟时间这三个指标均优于普通混凝土,这说明MPCM混凝土的热工性能较好、能够有效调节室内温度波动幅度,改善室内的热舒适性。（4）对纤维增强MPCM混凝土墙体的温度应力ANSYS数值模拟结果显示,随着MPCM掺量的增加,纤维增强MPCM混凝土基体的温度应力及位移形变量都会逐渐降低（且均小于普通混凝土的位移变形量）。这说明,且随着MPCM掺量的增加其控温效果愈加明显,而且纤维增强MPCM混凝土的相变循环力学性能也越稳定。

关键词：微胶囊相变混凝土;纤维增强;力学性能;相变循环稳定性;温度场;温度应力

学科专业：水工结构工程

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 研究背景

1.1.1 相变材料分类及应用

1.1.2 相变材料在建筑及围护结构中的应用

1.2 研究内容与意义

1.2.1 研究内容

1.2.2 研究意义

2 相变混凝土国内外研究现状