房屋散热及隔热材料保温特性的探究

陈思宇

研究目的：

在建造房屋时能否做到冬暖夏凉呢?房屋散热到底有哪些特性?隔热材料对房屋的保温隔热性能有哪些影响呢?我做这个实验的目的就是想利用一个房屋模型测试一下：房屋里的热量是从哪里散失的?隔热体是如何起到保温隔热作用的?进而为建造节能型房屋提供一定的参考依据。研究方法：

1.确定实验方案

首先是房屋模型的制作。之前，我上模型课时曾动手制作过一个木房子，由于体积小，无法用来做实验。于是我又想到用硬纸板或薄木版制作一个房屋模型，但密封性不好。之后我对皮鞋盒子进行了适当的改造，一个房屋测试模型就制成了。

其次是热源的选择。用什么放在房屋模型里作为热源呢?我首先想到的是冬天用来暖脚的热水袋。但经过初步实验发现，热水袋散热太慢，试验时间较长且效果不好。后来我想到用可封口的塑料袋，试验效果很好。

2.实验材料准备

本次实验需要的材料及工具见表1。

说明：鞋盒子选用了两种不同厚度和硬度的材料，以便比较；可封口塑料袋为“来伊份”食品的包装袋，它的特点是耐高温(100摄氏度以上)，密封性好，能满足实验要求；选用了两种不同测量范围的温度计，以适应不同的测量需要；隔热材料选用丝绸布和毛巾布两种，以便对比分析。其他材料根据需要而定。

3.实验过程

(1)将800毫升的开水装进塑料袋，当水温降到95℃时立即放到事先准备好的木板上准备实验。木板上垫了一块带孔的塑料板，是为了减少木版对热量的吸收。

(2)将编有号码的5根温度计分别插进“房子”的上、东、南、西、北各处的温度计固定槽内，以便记录“房子”不同方位的散热情况。

(3)将事先固定好温度计的“房子”盖在热水袋上，开始实验并计时。

(4)每次实验计时30分钟，每隔5分钟读一次数据，共读取6个数据。实验处理及结果：

根据不同情况组合，实验共分3次进行，分别记下3次原始录数据；根据原始记录对不同方位在30分钟内温升求平均得到相应的平均温升；根据平均温升数据，最后分别得到软纸盒和硬纸盒房屋不同方位在不同情况下的温升数据，如表2和表3所示。

结果分析及建议：

由表2和表3可以得到以下结论：(1)房屋顶部散发的热量比四周墙面散发的热量多。房屋顶部是隔热保温的重点部位。(2)在房屋顶部覆盖隔热材料能够大大减少从顶部散失的热量。绝缘体具有保温性能。(3)不同的隔热体(隔热材料)具有不同的保温性能。这主要取决于隔热材料的热性能和覆盖的厚度。(4)建造房屋的材料不同，其散热和保温性能也不同。

建议：(1)建筑专家和材料专家进行科学研究和试验，研制出更多更好的环保节能型材料，以满足不同需要；(2)建造房屋时，要选择保温性能好的材料，以使房屋起到冬暖夏凉的效果；(3)建造房屋时，在墙面里加入隔热材料，有助于减少热量的散失，以便把更多的热量留在房屋里；(4)在房屋顶部覆盖隔热材料可以大大降低从房顶散失的热量，对房屋的保温性能具有很大作用。