淺談建筑節能工程相變材料發(fā)展思考論文
【文章摘要】在建筑節能中應用相變材料，能利用材料的性能使建筑具有節能的功能。本次研究說(shuō)明了相變材料發(fā)展及在建筑節能工程中的應用。雖然相變材料的應用還存在種種問(wèn)題，但是在建筑施工中人們會(huì )逐漸加大相變材料應用的范圍及比例，這是未來(lái)建筑施工技術(shù)發(fā)展的趨勢。。施工單位要結合施工項目的要求、施工成本、施工技術(shù)選擇適合的相變材料，應用材料優(yōu)化建筑施工的質(zhì)量。
【關(guān)鍵詞】建筑施工；施工技術(shù)；相變材料
傳統的材料性能是固定的，相變材料是與這些材料相對，具有諸能功能的材料，它的英文描述為PhaseChangeMaterial，簡(jiǎn)稱(chēng)PCM。在建筑節能中應用相變材料，能利用材料的性能使建筑具有節能的功能。
1相變材料發(fā)展及在建筑節能工程中的特性
在20世紀60年代，美國宇航局為了發(fā)展航空技術(shù)開(kāi)發(fā)了相變材料，以后這種材料被廣泛的應用在太陽(yáng)能利用、采暖和制冷、供電系統優(yōu)化、醫學(xué)工程、儲熱建筑工程領(lǐng)域中。相變材料的第一個(gè)特點(diǎn)為形態(tài)多樣化，相變材料既可以固態(tài)的形式出現，又可以液態(tài)的形式出現，它便于生產(chǎn)、便于利用，應用的領(lǐng)域非常廣泛；相變材料的第二個(gè)特點(diǎn)為恒定的特點(diǎn)，就是指無(wú)論相變材料在作業(yè)狀態(tài)還是非作業(yè)狀態(tài)，只要在它的相變范圍內，它的狀態(tài)就是恒定的，這種高穩定性能令它被人們頻繁的使用；相變材料的第三個(gè)特點(diǎn)為具有其它物質(zhì)狀態(tài)的特點(diǎn)，即在相變材料的諸能范圍內，它能吸收周?chē)h(huán)境多余的能量，待環(huán)境改變后釋放能力，這是相變材料最重要的特點(diǎn)，也是它被人們使用的主要原因。
2相變材料發(fā)展及在建筑節能工程中的分類(lèi)
相變材料根據材料構成來(lái)分類(lèi)，可分為無(wú)機相變材料、有機相變材料、復合相變材料。無(wú)機相變材料根據構成可為結晶水合鹽構成、熔融鹽類(lèi)構成、金屬相變材料構成、多元混合物質(zhì)構成。有機相變材料根據構成可分為多元混合物構成（包含石蠟烷烴混合物及脂酸類(lèi)這兩種物質(zhì)構成）、低共溶共晶混合物構成、其它有機物質(zhì)構成。復合相變材料根據構成可分為高分子復合材料構成、微膠囊體復合材料構成、納米復合材料構成。過(guò)去人們采用無(wú)機相變材料或有機相變材料，后來(lái)人們發(fā)現復合材料可以發(fā)揮兩種相變材料的優(yōu)勢，克復相變材料的劣勢，于是復合相變材料是目前被廣泛應用的材料。相變材料根據形式來(lái)分，可分為固固相變、固液相變、固氣相變、液氣相變這四種形式。固氣相變與固液相變對應用環(huán)境的要求較高，目前還被液究及開(kāi)發(fā)中，較少在建筑施工領(lǐng)域中應用。不同熔點(diǎn)的相變材料被應用在建筑施工中不同的領(lǐng)域范圍里。比如熔點(diǎn)為0~8℃及15~22℃的相變材料，一般應用在制冷的領(lǐng)域中；熔點(diǎn)為19~28℃的相變材料，一般應用在建筑圍護結構中；熔點(diǎn)為30~55℃的相變材料，一般應用在地板采暖系統中；熔點(diǎn)為40~50℃的相變材料，一般應用在熱泵蓄熱系統中。
3相變材料發(fā)展及在建筑節能工程中的應用
3.1相變儲能墻板
這是在80年代的開(kāi)發(fā)出的一種墻板。這種墻板的基材為石高、混凝土材料、保溫隔熱材料。這種墻板可以作為建筑物的圍護結構，起到諸熱、散熱調節溫度的作用。建筑圍護結構應用了相變材料后，增加了圍護結構的惰性，令建筑物的室內環(huán)境變得更舒服。
3.2相變儲能混凝土
這是一種以混凝土材料為基材，混合有復合相變材料的智能混凝土。這種混凝土材料作為建筑物的外墻，可讓建筑物具備節能的功能。相變混凝土材料之所以有儲能的功能，是由于混凝土材料中混入了復合相變材料，這種材料本身會(huì )讓混凝土的性質(zhì)產(chǎn)生巨大的變化�；炷潦┕ぶ凶畛３霈F的質(zhì)量問(wèn)題為裂縫問(wèn)題，如果混凝土材料裂縫過(guò)多，施工成品的質(zhì)量就會(huì )出現問(wèn)題。而混凝土出現裂縫的重要原因是混凝土材料易出現內外溫差大的問(wèn)題，特別是大型混凝土材料極易出現內外溫差大的問(wèn)題。如果在混凝土材料中添加了復合相變材料，它能智能的調節混凝土的溫度，令混凝土內外溫差恒定。目前相變混凝土的研發(fā)還存在一些技術(shù)問(wèn)題，還需要繼續研究。
3.3建筑保溫隔熱材料
如果在建筑保溫隔熱材料中添加相變材料，可強化保溫隔熱材料的性能。在保溫隔熱材料中加入相變材料有幾種優(yōu)勢。第一種優(yōu)勢，發(fā)揮相變材料的特點(diǎn)，強化建筑保溫隔熱才料的性能；第二種優(yōu)勢，相變材料具有質(zhì)輕的特點(diǎn)，應用相變材料可降低保溫隔熱材料的質(zhì)量，便于施工單位施工；第三種優(yōu)勢，相變材料具有粘結能力強、耐久性強、強度高的特點(diǎn)，它能提高建筑保溫隔熱材料的整體質(zhì)量。
3.4相變砂漿材料與涂料
這是在建筑砂漿材料及涂料中混合相變材料，使砂漿材料與涂料具備儲能的性能。目前已經(jīng)有多孔超細SIO2材料制作而成的復合相變隔熱涂料，這種涂料比普通的涂料生產(chǎn)成本低、隔熱性能強，以后會(huì )被廣泛應用。
3.5相變蓄熱地板
相變儲熱地板是指在鋪設地板時(shí)，在地板材料中添加相變材料，使地板材料變成電加熱相變蓄熱地板，這種地板可以使用較少的能耗釋放較多的熱能，并且放熱均勻、垂直溫度梯度小，應與人體逐漸適應外部環(huán)境的節奏同步，能夠令環(huán)境變得更舒服。我國南方大部分地區沒(méi)有集中供暖的.系統，如果在南方的建筑施工中應用相變蓄熱地板，就可令南方的建筑具有冬暖夏涼的性能。
4總結
雖然相變材料具有生產(chǎn)成本小、應用領(lǐng)域廣泛、儲能性能高、無(wú)毒無(wú)腐蝕性、無(wú)異味、無(wú)降解的特點(diǎn)，可是相變材料的應用還存在一些問(wèn)題。其中最主要的三個(gè)問(wèn)題為相變材料的耐久性問(wèn)題，部分相變材料有應用的年限，超過(guò)應用年限即失去儲能的性能；相變材料與基體的相容性的問(wèn)題，部分相變材料不能與基體材料融合，應用中會(huì )破壞建筑施工基體材料；相變材料的封裝問(wèn)題，如果相變材料泄露，建筑本身會(huì )失去儲能的功能，并且相變材料會(huì )污染環(huán)境。雖然相變材料的應用還存在種種問(wèn)題，但是在建筑施工中人們會(huì )逐漸加大相變材料應用的范圍及比例，這是未來(lái)建筑施工技術(shù)發(fā)展的趨勢。施工單位要結合施工項目的要求、施工成本、施工技術(shù)選擇適合的相變材料，應用材料優(yōu)化建筑施工的質(zhì)量。
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