發布時間：2022-04-28所屬分類：建筑師職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘 要： 建筑的能源成本隨著建筑規模的不斷擴大在不斷提升， 因此找到節能環保、 價格低廉的建筑材料非常重要。為此， 研究了復合相變儲熱材料在建筑節能中的應用這一課題。 復合相變儲熱材料在混凝土中的應用， 增強了混凝土的蓄熱能力; 運用在保溫墻中， 可以提升保
摘 要： 建筑的能源成本隨著建筑規模的不斷擴大在不斷提升， 因此找到節能環保、 價格低廉的建筑材料非常重要。為此， 研究了復合相變儲熱材料在建筑節能中的應用這一課題。 復合相變儲熱材料在混凝土中的應用， 增強了混凝土的蓄熱能力; 運用在保溫墻中， 可以提升保溫墻的控溫能力; 最后將復合相變儲熱材料與涂料相融合， 提升了涂料的黏結強度。 通過實例分析可知， 應用復合相變儲熱材料后的建筑比應用前保溫能力更強。
關鍵詞： 復合相變; 儲熱材料; 節能材料; 導熱系數; 材料焓值; 節能環保
隨著可持續發展思想的不斷深化，建筑行業的能源消耗和建筑材料污染問題受到重視。政府出臺了相關的節能減排制度，建筑業也要遵守節能減排的標準。在選擇建筑原材料時盡量選擇綠色節能的材料，在有限資源和可再生能源中選擇可再生能源，雖然成本可能會上升，但符合建筑業可持續發展的要求，有利于環保事業的發展。建筑新材料的選擇至關重要[1] ，建筑專業人員致力于研究復合相變儲熱材料的使用。復合相變儲熱材料是一種節能環保的保溫材料，儲熱功能是依靠物相變化中的能量變化實現的，相變材料中的能量可以均勻地分配在建筑墻體中，起到保溫的作用。隨著人口數量的增長，住房面積也不斷增加，因此對建筑的能源消耗進行調控，節能的重要性在建筑行業中逐漸傳開。復合相變儲熱材料不僅綠色環保，而且保溫效果好，傳統的保溫材料會造成固體廢棄物污染，保溫效果也不及復合相變儲熱材料。在進行墻體設計時增加施工的厚度，可以起到保溫作用，增厚的墻體成本更高。復合相變儲熱材料的保溫原理是儲存外界的溫度用于對建筑進行保溫。相變材料的密度高，控制溫度比較容易，具有可調節溫度的優勢，在不斷發展的智能建筑技術中得到廣泛應用。
1 復合相變儲熱材料在混凝土中的應用
將復合相變儲熱材料融合在混凝土當中，改變混凝土的保溫性，并將復合相變的混凝土作為建筑的原材料。與正常混凝土相比，這種混凝土的比熱容較高，在建筑外墻體中有利于穩定建筑室內的溫度，當室外溫度較高時，該外墻也起到提升熱舒適性的作用，且具有一定的節能效果[2] 。本文利用脂肪酸類復合相變儲熱材料與混凝土進行融合獲得蓄熱混凝土，固態與液態復合相變儲熱材料的焓值變化曲線如圖 1 所示。
如圖 1 所示，復合相變儲熱材料在溫度的變化中發生相變，相變產生的能量保證了混凝土的蓄熱能力，在該復合混凝土中加入無機水合鹽類，以增強材料的固定性和融合性，并使混凝土筑成的外墻更具穩定性。
2 復合相變儲熱材料在保溫墻中的應用
在進行混凝土改造后，將復合相變儲熱材料與保溫材料結合，對于保溫墻來說，將復合保溫材料應用在墻體外側，保溫墻外側加一層保護膜保護保溫材料[3] 。三層結構的保溫墻能確保室內的溫度可調節，起到節能環保的作用。保護膜還可以保證復合相變儲熱材料完整地附著于保溫墻上，并針對當地的實際氣候狀態做出相應的溫度調節。對于建筑工程來說，該保溫墻體還可以保濕，復合相變儲熱材料作為輔助材料要求具有良好的導熱系數。復合相變儲熱材料的透氣性較好，并能有效減少水蒸氣。復合相變儲熱材料具有抗高溫作用，在發生火災時保證不會釋放有毒氣體，在遇到明火時不易燃燒。此外，復合相變儲熱材料還應具有一定的抗沖擊能力，外墻部分會長年遭受暴曬、降雨和風化，應具有一定的防腐能力和抗老化性。
3 復合相變儲熱材料在涂料中的應用
除了建筑體和保溫墻可以使用復合相變儲熱材料外，室內涂料也可以使用復合相變儲熱材料[4] 。在涂料的制作中加入相變材料需要采用微膠裹技術，制備添加復合相變儲熱材料的涂料的過程中，利用該技術可以提升涂料與復合相變儲熱材料的融合度。膠囊封閉技術中的膠囊制備過程如圖 2 所示。
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在微膠囊中放入復合相變儲熱材料，制作成含有相變材料的微膠囊涂料[5] 。加入多孔超細材料增加二者的融合度，填充在涂料的空隙中，這是近年來研究的新型方法。在涂料中添加復合相變儲熱材料的控溫方式實用性更強，適應于采用復合相變儲熱材料進行保溫墻設計的新樓盤的裝修，可起到輔助調溫的作用[6] ;也可以應用于老房子的裝修，起到一定的保溫作用 。材料的蓄熱能力不變，顆粒超細、多孔性質的材料與相變材料相結合添加在涂料中，保溫效果良好，成本很低且不含有害物質，符合節能環保的發展要求。
4 實例分析
為了驗證復合相變儲熱材料在建筑節能中的應用效果，將該材料應用于實例中，并檢驗其保溫效果。
4.1 應用過程
對復合相變儲熱材料的封裝采用膠囊封閉技術，并將封閉后的儲熱材料摻雜進建筑材料中。相變復合材料在封裝后，其結構與普通澆筑材料相似，且結構一致的材料融合性更好，將復合材料融入建筑材料中時，二者的接觸面積增大，而且增大建筑材料的傳熱面積可以提高熱交換效率。膠囊封閉技術的融合性很好，因此材料的穩定性和耐久性更好，更適用于建筑建造中。
4.2 應用結果
在建筑材料中融入復合相變儲熱材料，監測其溫度控制結果。在室外溫度高達 35 ℃時進行室內測溫，對該材料建筑的樣板間和未采用該材料的樣板間進行溫度測量。應用結果如圖 3 所示。
如圖 3 所示，未應用該材料前樣板間的溫度隨著室外溫度的變化而變化，夏天的體感溫度最高可達 28 ℃。使用該材料的樣板間對溫度控制能力很好，溫度保持在 24～25 ℃之間。
5 結語
對復合相變儲熱材料在建筑節能中的應用進行了分析，通過實例分析驗證了這一材料的保溫性和節能環保性，以期為建筑行業可持續發展材料的選擇做出一定貢獻。——論文作者：李 彬
參考文獻：
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[6] 時浩，劉紅敏，錢嘉鑫，等.相變材料在建筑節能中的研究進展[J].應用化工，2021，50(7)：1958-1961.
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