Air Permeable Heat Exchanging Concrete
Translated title
Luftpermeabel varmevekslene beton
Authors
Daniels, Ole ; Nørgaard, Jesper
Term
4. term
Publication year
2011
Submitted on
2011-06-09
Pages
122
Abstract
Specialet undersøger luftgennemtrængelig beton som en lovende passiv køleløsning til kontorbygninger, der ofte har behov for køling om dagen og opvarmning om natten. Materialers termiske masse (evnen til at lagre varme) kan udjævne belastninger og dæmpe temperaturudsving, men traditionel beton udnytter dette ikke effektivt på grund af dårlig varmeoverførsel ved overfladen, begrænset varmeledning i materialet og korte daglige cyklusser. Ved at lade luft strømme gennem betonen forbedres varmeoverførslen, så hele den termiske masse kan udnyttes. Der blev målt grundlæggende egenskaber på flere betonspecimer med variation i densitet, trykstyrke og permeabilitet. Ud fra resultaterne blev to velfungerende varianter udvalgt til målinger af energi- og varmeegenskaber: varmeledningsevne, specifik varmekapacitet og varmeveksler-effektivitet. Den vigtigste konklusion er, at den målte varmeveksler-effektivitet viser, at denne type beton er egnet til daglige driftscyklusser i kontorbygninger. Derudover blev der udviklet en numerisk model til at forudsige temperaturprofiler i betonen over tid og sammenligne med målingerne.
This thesis investigates air-permeable concrete as a promising passive cooling solution for office buildings, which often need cooling during the day and heating at night. A material’s thermal mass (its ability to store heat) can balance loads and smooth temperature swings, but traditional concrete is not very effective because heat moves poorly at the surface, conducts slowly through the material, and daily cycles are short. Allowing air to flow through the concrete improves heat transfer so the full thermal mass can be used. Fundamental properties were measured for several specimens with variations in density, compressive strength, and permeability. From these results, two well-performing cases were selected for energy performance tests: thermal conductivity, specific heat capacity, and heat exchanger efficiency. The key finding is that the measured heat exchanger efficiency indicates this concrete can operate on daily cycles in office buildings. A numerical model was also developed to predict temperature profiles in the concrete over time and compare them with measurements.
[This abstract was generated with the help of AI]
Keywords