高性能气凝胶建筑隔热构件的热性能实验与计算优化研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51678167
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0803.建筑物理
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Building insulation has well acknowledged as an important way to improve thermal environment and reduce building energy consumption. However, there exist several problems for the building insulation materials such as flammable security risks, poor thermal insualatoin, poor durability and high hygroscopic rate, which limits the application of building thermal insulation. This project proposes a new structure and high performance super-thermal insulation component with ultra-low thermal conductivity, A-class non-combustible and low moisture absorption rate through reinforcement of flexible fibers and loading of opacifiers based on aerogels. Experimental tests and inversion calculation to inverse heat transfer problem will be carried out so as to obtain the basic data of thermal properties of the aerogel thermal insulation component. A model of equivalent thermal conductivity of the aerogel thermal insulation component will be established for the coupling transfer of gas and solid, heat conduction and radiation. The minimal equivalent thermal conductivity of the aerogel thermal insulation component will be accordingly predicted by using a trivariate orthogonal optimization method. Experimental tests on thermal insulation performance of the aerogel thermal insulation component will be performed in different climate zones by using wall and aitificial climate chamber under various temperatures, humidities and air velocities. The guidelines for the design and application of the aerogel thermal insulation component in building envelopes will be developed for the improvement of building thermal insulation and implementation of ultra-low energy consumption buildings in China.
建筑隔热是改善建筑热环境和降低建筑能耗的重要途径。但目前建筑墙体隔热技术存在材料易燃、隔热性能差、耐久性差、吸湿率高等问题,影响了建筑隔热节能技术应用。本项目拟以隔热性能最好和耐火不燃的气凝胶为基体,通过柔性纤维增强和遮光剂负载等技术研究,设计和制备一种新型结构和高性能的气凝胶/纤维/遮光剂建筑墙体隔热构件,获得A级不燃、超低导热系数、低吸湿率和良好耐久性等高性能。通过实验测试和传热学反问题反演计算,获取气凝胶隔热构件的热物性基础数据;通过建立气/固和热辐射/热传导耦合传热模型,计算气凝胶隔热构件的等效导热系数,并以最小等效导热系数为目标开发有效的三元正交优化技术。进而,采用墙体隔热实验台和人工气候室,实验研究在温度、湿度等不同环境参数下气凝胶墙体隔热性能,形成气凝胶建筑隔热构件结构设计与节能应用技术指引,为提升我国建筑隔热技术水平和实施建筑低碳战略提供理论依据和技术指导。

结项摘要

建筑隔热是改善建筑热环境和降低建筑能耗的重要途径。但目前建筑墙体隔热技术存在材料易燃、隔热性能差等问题,影响了建筑隔热技术节能应用。本项目首先以隔热性能最好和耐火不燃的气凝胶为基体,开展柔性纤维增强和遮光剂负载等技术研究,设计并制备新型结构和高性能的气凝胶隔热构件;然后开展实验测试和传热反问题反演计算,获取气凝胶隔热构件的热物性基础数据;进而开展气/固和热辐射/热传导耦合传热模型研究,计算气凝胶隔热构件的等效导热系数,并以最小导热系数为目标进行隔热性能优化;最终采用隔热试验台,实验测试气凝胶隔热构件在温度、湿度等不同环境参数下的隔热性能,为建筑隔热技术应用与性能提升提供理论指导和数据参考。.通过项目研究,提出新型结构和高性能气凝胶墙体隔热构件的设计方法与制备技术,具有超低导热系数、A级不燃、低吸湿率等高性能;建立了新型气凝胶隔热构件热物性参数的反演计算模型,发展新型气凝胶隔热构件的导热系数计算模型及绝热性能优化方法,提升建筑隔热技术安全性和节能性能。.在项目资助下,在Renewable Energy、Energy and Buildings、Solar Energy、Applied Energy、International Journal of Heat and Mass Transfer、建筑科学、工程热物理学报、新型建筑材料、土木建筑与环境工程等国内外重要期刊发表研究论文22篇(其中SCI检索8篇),申请发明专利5件;编写高性能气凝胶隔热技术指引,作为重要支撑获中国专利奖优秀奖、广东省科技进步二等奖、广州市科学技术一等奖。项目执行过程中,主办全国学术会议1次,参加国内外学术会议5次;培养青年科研骨干2人(其中1人博士后出站、1人晋升副研究员),培养研究生7名(其中博士生1名)。

项目成果

期刊论文数量(22)
专著数量(0)
科研奖励数量(3)
会议论文数量(0)
专利数量(5)
静电纺PVDF亚微米纤维的直径调控与热辐射性能
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    功能材料
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄华锟;吴会军
  • 通讯作者:
    吴会军
纳米TiO_2/纤维复合材料的热辐射性能研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    化工新型材料
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    梁玉莹;吴会军;杨建明;黄华锟
  • 通讯作者:
    黄华锟
夏热冬冷地区外墙保温材料厚度的经济性分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    新型建筑材料
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄仁达;李丽;吴会军;李铮伟
  • 通讯作者:
    李铮伟
二氧化硅气凝胶复合材料热导率优化研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    无机盐工业
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄仁达;吴会军;何石泉;杨建明
  • 通讯作者:
    杨建明
纤维改善SiO_2气凝胶的力学和隔热性能研究进展
  • DOI:
    10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2017.04.020
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    硅酸盐通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    梁玉莹;吴会军;游秀华;杨建明
  • 通讯作者:
    杨建明

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其他文献

广州地区玻璃遮阳影响建筑空调能耗的机理研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    广州大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴会军;王欢;丁云飞;周孝清
  • 通讯作者:
    周孝清
热处理后激光刻蚀铝合金表面润湿性的研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    激光与光电子学进展
  • 影响因子:
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  • 作者:
    郑晓光;丁云飞;吴会军
  • 通讯作者:
    吴会军
海水环境下水下不分散混凝土的耐久性研究
  • DOI:
    10.13291/j.cnki.djdxac.2017.01.019
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    大连交通大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵晶;朱振普;吴会军
  • 通讯作者:
    吴会军
红外透射率对建筑玻璃遮阳系数和空调能耗的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    建筑热能通风空调
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王欢;吴会军;丁云飞;周孝清
  • 通讯作者:
    周孝清
Experimental Research on Ground Deformation of Double Close-spaced Tunnel Construction
双近距隧道施工地层变形试验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    Research Journal of Applied Sciences, Engineering and Technology
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王忠昶;吴会军
  • 通讯作者:
    吴会军

其他文献

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吴会军的其他基金

内嵌热管式建筑墙体的宽域可变传热性能及气候适应机制研究
  • 批准号:
    52378092
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
柔性微纳米纤维绝热材料的可控制备及传热机理
  • 批准号:
    50906014
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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相似海外基金

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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