相變儲能材料在綠色建筑中的應用

[摘要]相變儲能材料由于其優(yōu)越的節(jié)能性，成為國內外的研究熱點。文章通過闡述現(xiàn)有相變儲能材料的分類，介紹了相變儲能材料在石膏、混凝土及相關建筑材料中地運用，簡要分析其在綠色建筑中的應用，所得結論可為綠色建筑的設計及研究提供相關參考。

[關鍵詞]相變儲能材料；建筑材料；綠色建筑 文章編號：2095-4085（2016）01-0023-02

利用儲能建筑材料是綠色建筑設計的重要部分，儲能建筑材料的特點是先將多余的能量儲存起來，而后在需要時加以釋放，是一種建筑節(jié)能的新型復合材料。在建筑材料中使用相變儲能材料，可以充分利用太陽能等能量，降低住宅內部的能源消耗，進而提高室內溫度，提升住戶的居住舒適度。

1 相變儲能材料的分類

相變儲能材料根據(jù)其化學成分可以分為兩大類：無機相變材料和有機相變材料。利用相變儲能材料作為建筑材料可以提升住宅的整體舒適度，因此對其有一定的功能要求。首先需要使建筑內部溫度保持在一定區(qū)間內；其次將相變儲能材料與建筑材料進行復合，形成的新型材料應保證其耐久性及兩種材料的復合性；再次，相變儲能材料應用于住宅中，與住戶形成較為密切的接觸，因此要求所使用的相變儲能材料具有無毒性及耐火性。

1.1 無機相變儲能材料

無機相變材料的種類主要包括無機結晶水鹽類、熔融鹽類及金屬類。其中無機結晶水鹽類常用于建筑材料中，其具有導熱系數(shù)高、溶解熱大、相變體積大、價格低等優(yōu)點。無機相變儲能材料的不足之處在于其過冷度大，容易產(chǎn)生相分離與老化變質等病害，應用于建筑材料時要通過加入增稠劑及成核劑等辦法來解決。

1.2 有機相變儲能材料

有機相變材料的種類主要包括脂肪酸、高級脂肪烴類、醇類、聚烯酸類以及聚烯烴類。其中石蠟類常用于建筑儲能材料中，其具有固態(tài)成型效果好、耐腐蝕、穩(wěn)定性好、不易發(fā)生相分離及過冷現(xiàn)象等優(yōu)點。有機相變材料的不足之處主要是導熱系數(shù)較小、密度低、易燃易揮發(fā)等，在應用于建筑材料時常常通過加入鋁粉等導熱系數(shù)較高的金屬粉末來彌補此缺點。

2 相變儲能材料在綠色建筑中的應用

相變儲能材料在綠色建筑中的應用主要分為兩類：（1）將相變儲能材料用于建筑圍護結構，建筑成為相變儲能圍護結構，其可以調控住宅溫度；（2）將相變儲能材料與混凝土材料結合，制作出相變儲能混凝土，其能減緩水泥水化熱放熱速率，減少大體積混凝土中因水化熱放熱引起的微裂縫。

2.1 相變材料應用于墻體

石膏基質材料屬于一種綠色建筑材料，具有價格便宜、輕質耐久、隔音隔熱等優(yōu)勢，且具備呼吸功能，能夠調節(jié)建筑內部濕度，是一種良好的建材墻板。將相變儲能材料混合摻加到石膏中，制作得到相變儲能石膏板，作為一種外墻的內壁材料。相變儲能石膏板中的相變儲能材料在相變過程中可以蓄能放能，因此可以提高住宅內部的環(huán)境溫度。

2.2 相變材料應用于天花板

建筑天花板和建筑墻體一樣，都屬于建筑圍護結構。相變儲能材料用于天花板是指將相變材料混合在天花板材中，白天利用百葉窗反射陽光至天花板，相變儲能材料將太陽能儲存下來，晚上將所儲存的能量釋放出來，平衡室內溫度，進而提高居住的舒適性。

2.3 相變材料應用于混凝土

綠色建筑發(fā)展的一個重要趨勢是發(fā)展綠色節(jié)能型混凝土。大體積混凝土在養(yǎng)生過程中，釋放巨大的水化熱并產(chǎn)生溫度應力。將相變儲能材料摻入混凝土中，可以生產(chǎn)出相變儲能混凝土材料，其用于大體積混凝土工程可以有效減小混凝土內部地放熱，相變儲能混凝土的內部溫度大幅降低，有效延緩了內部溫度峰值的出現(xiàn)時間，且溫度變化率也變小，減少了混凝土溫度裂縫，提高建筑物的耐久性。

3 結語

隨著我國建設良性社會的持續(xù)進行，對于綠色建筑材料節(jié)能性的要求越來越高。相變儲能材料用于建筑材料中，完全符合綠色建筑的發(fā)展要求。