相變材料在建筑圍護結構中的應用
現代建筑向高層發展,要求所用圍護結構為輕質材料。但普通輕質材料熱容較小,導致室內溫度波動較大。這不僅造成室內熱環境不舒適,而且還增加空調負荷,導致建筑能耗上升。目前,采用的相變材料的潛熱達到170J/g甚至更高,而普通建材在溫度變化1℃時儲存同等熱量將需要190倍相變材料的質量。因此,復合相變建材具有普通建材無法比擬的熱容,對于房間內的氣溫穩定及空調系統工況的平穩是非常有利的。
相變材料的選擇
用于建筑圍護結構的相變建筑材料的研制,選擇合適的相變材料至關重要,應具有以下幾個特點:(1)熔化潛熱高,使其在相變中能貯藏或放出較多的熱量;(2)相變過程可逆性好、膨脹收縮性小、過冷或過熱現象少;(3)有合適的相變溫度,能滿足需要控制的特定溫度;(4)導熱系數大,密度大,比熱容大;(5)相變材料無毒,無腐蝕性,成本低,制造方便。
在實際研制過程中,要找到滿足這些理想條件的相變材料非常困難。因此,人們往往先考慮有合適的相變溫度和有較大相變潛熱的相變材料,而后再考慮各種影響研究和應用的綜合性因素。
就目前來說,現存的問題主要在相變儲能建筑材料耐久性以及經濟性方面。耐久性主要體現在三個方面:相變材料在循環過程中熱物理性質的退化問題;相變材料易從基體的泄漏問題;相變材料對基體材料的作用問題。經濟性主要體現在:如果要最大化解決上述問題,將導致單位熱能儲存費用的上升,必將失去與其他儲熱法或普通建材競爭的優勢。相變儲能建筑材料經過20多年的發展,其智能化功能性的特點勿容置疑。隨著人們對建筑節能的日益重視,環境保護意識的逐步增強,相變儲能建筑材料必將在今后的建材領域大有用武之地,也會逐漸被人們所認知,具有非常廣闊的應用前景。