相變材料在建筑節(jié)能中的研究及應(yīng)用

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，環(huán)境問題成為了困擾全球的大問題，因此在全球各個國家都在實(shí)行節(jié)能減排、提高能效利用率等環(huán)境保護(hù)措施，我們國家也不例外。隨著相變材料的研發(fā)和使用，可以有效緩解取暖和降溫中所消耗的費(fèi)用，減少溫室氣體的排放，在建筑節(jié)能中有非常重大的意義。本文闡述相變材料的概念和在建筑節(jié)能中的作用，淺談相變材料在建筑節(jié)能中的應(yīng)用形式和相變材料的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：相變材料;建筑節(jié)能;應(yīng)用形式

我國經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的提出和深入，建筑行業(yè)的污染和資源浪費(fèi)成為了大眾關(guān)注的焦點(diǎn)，電力消耗、空調(diào)、取暖等關(guān)系民生的問題也逐漸凸顯，人們也在逐漸對建筑節(jié)能進(jìn)行研究和探索。像外墻外保溫技術(shù)、外墻隔熱技術(shù)等，但是這些技術(shù)的應(yīng)用雖然降低了能量的消耗，同時也降低了人們的環(huán)境舒適度，因此仍舊急需設(shè)計(jì)開發(fā)新型的建筑節(jié)能產(chǎn)品來適應(yīng)人們的需求和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

一、相變材料概述和在建筑節(jié)能中的作用

相變材料是指溫度不變的情況下而改變物質(zhì)并提供能量的物質(zhì)，相變材料可以作為能量存儲器，根據(jù)外界溫度的變化來進(jìn)行能量的吸收和釋放。因此，相變材料在建筑節(jié)能中有著非常重要的意義。相變材料在建筑節(jié)能中的應(yīng)用，可以說是建筑領(lǐng)域的革命性發(fā)展，為建筑節(jié)能提供了一個可行性的指導(dǎo)和方向。其主要作用是節(jié)能，以北方采暖為例，使用相變材料的建筑，如果按照100m2的房間計(jì)算的話，一個采暖季的用電量只有10度左右，可以達(dá)到節(jié)能60%-99%。

二、相變材料在建筑節(jié)能中的應(yīng)用形式

相變材料在建筑節(jié)能中的應(yīng)用主要是將傳統(tǒng)的建材和相變材料復(fù)合成相變建材用于建筑施工中，其主要復(fù)合方式一般有三種：其一，直接加入，將相變材料和水泥砂漿、混凝土等直接混合作為相變建材;其二是封裝法，將相變材料通過吸附的方式膨脹到石墨、珍珠巖等多空的材料中;其三是浸透法，利用混凝土、墻板、磚塊等吸水性吸收相變材料使其融合。一般我們常用的包括相變材料砂漿、相變材料混凝土、相變材料石膏、相變材料涂料。

1.相變材料砂漿

相變材料砂漿和普通砂漿的卻別在于，相變材料砂漿具有更好的保溫、調(diào)溫性能，能夠起到更好的抗壓性能。例如水泥復(fù)合的相變材料砂漿不但具有更高的調(diào)溫性還能最大限度的降低室溫的波動將室溫差距減小，而實(shí)踐中證明，相變材料復(fù)合密度越大，保溫效果越明顯。但是相變材料復(fù)合的過程中要注意，如果復(fù)合的相變材料為可燃物或者是有可燃包覆層，那么此相變復(fù)合材料的阻燃性就會大大下降，在復(fù)合過程中的摻加量多少就需要我們進(jìn)一步探究。

2.相變材料混凝土

相變混凝土是相變材料最為廣泛的一種應(yīng)用形式，在儲熱、散熱、調(diào)溫性上都有一定的優(yōu)勢。其中最常見的是浸漬模壓法，將相變材料和混凝土磚進(jìn)行多孔磚組合，從而改善原混凝土的保溫機(jī)制，這種方法簡單、方便，但是往往不能達(dá)成相變材料和混凝土的結(jié)構(gòu)均一，從而影響受熱和傳導(dǎo)的不均勻，其次儲能量相對較差，相對于傳統(tǒng)的混凝土保溫來說，具有一定的優(yōu)勢，但是效果不顯著。

3.相變材料石膏

相變材料石膏主要是將相變材料和半水石膏粉和硅藻土等進(jìn)行復(fù)合形成的相變材料石膏板。在同等環(huán)境下，相變材料的石膏板在蓄熱能力和放熱能力以及調(diào)溫能力上都要高于普通石膏板。相變材料石膏板在內(nèi)墻隔熱、天花板、外圍、內(nèi)墻上等有著非常重要的保溫作用以及發(fā)展空間。

4.相變材料涂料

相變材料涂料是在原有涂料的基礎(chǔ)上將微膠囊相變材料摻混而成，具有一定保溫和調(diào)溫性能的涂料。其中根據(jù)不同規(guī)格的相變材料來進(jìn)行不同作用的涂料摻混而產(chǎn)生不同的涂料效果，像防銹涂料、抗震涂料、保溫涂料等等。

三、相變材料在建筑節(jié)能上的應(yīng)用對策

就我國目前來說，相變材料在建筑節(jié)能上還處于初始階段，對于相變材料在建筑節(jié)能上的研究和應(yīng)用還不夠完善，缺乏對相變材料的研究和認(rèn)識。因此需要政府和科研人員的共同努力，提高人們對相變材料的認(rèn)知，加速相變材料和研發(fā)和應(yīng)用，從而促進(jìn)相變材料在建筑節(jié)能上的全面應(yīng)用。

1.政府加強(qiáng)重視和科研

相變材料在建筑中的各種應(yīng)用方式不僅僅能夠調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，還對減少能源利用有著非常重要的意義，因此在相變材料在建筑節(jié)能中的使用問題上，政府要加大對相變材料的重視程度，加強(qiáng)對相變材料的宣傳，加強(qiáng)人們對相變材料的認(rèn)知。與此同時政府要加大投入對相變材料的科研，通過科研人員的研究和探索尋求相變材料更好的在建筑節(jié)能方面的使用，提高相變材料的利用率，從而促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

2.科研人員的主要探究方向

就目前來說，我國相變材料的制備還不成熟，在箱變材料的使用不能優(yōu)化到最大值，對于科研人員來講，要加強(qiáng)相變材料的制備和相變材料的作用優(yōu)化是目前最主要的問題之一。科研人員要從這兩個方向入手，研究相變材料在箱變過程中的能量輸送和儲存方式，以及相變材料與不同建筑材料混合的作用效果，來進(jìn)一步提高相變材料的導(dǎo)熱性和儲熱型性。

總結(jié)：

環(huán)境問題已經(jīng)成為了全球民生的大問題，而建筑也是與人們的生活息息相關(guān)的行業(yè)，相變材料在建筑節(jié)能中的研究與應(yīng)用，開啟了建筑節(jié)能的新篇章。對于相變材料的研究和發(fā)展，需要我們進(jìn)一步的探索實(shí)踐，從而通過相變材料的發(fā)展進(jìn)一步減少能源的利用和消耗，促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)、環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]徐蓉.相變材料在建筑節(jié)能中的研究及應(yīng)用[J].門窗.2018（01）

[2]王西安.相變材料在建筑節(jié)能中的運(yùn)用形式[J].江西建材.2018（09）

[3]李翠敏，趙加寧.有機(jī)相變材料在建筑節(jié)能領(lǐng)域的應(yīng)用研究[J].暖通空調(diào).2011（09）

[4]楊茹，萬勇，楊懿政，魏超.有機(jī)相變材料在建筑節(jié)能中的應(yīng)用[J].材料導(dǎo)報(bào).2015（S1）

[5]麻忠豪，許修超，李紫楚.復(fù)合相變材料在建筑領(lǐng)域應(yīng)用研究進(jìn)展[J].福建建材.2017（09）

[6]傅浩，歐陽東，寧博，尹飛龍.相變儲能建筑材料的最新研究進(jìn)展[J].混凝土.2012（01）

作者簡介：楊博涵（2001.8.23—），男，漢族，籍貫：山西省稷山縣，山西省實(shí)驗(yàn)中學(xué)