摘要：随着人们生活水平的大大提高，对工作和生活环境的舒适度要求也越来越高，能源消耗量大幅度增加，导致能源消耗过多，环境污染严重。其中，建筑能耗比例进一步提高，相变材料的应用是降低建筑能耗的一项重要技术。现如今，随着建筑业的不断发展，人们对衣食住行都有了更高的要求，尤其是针对居方面。人们更加关注建筑设计形式的多样，居住环境是否舒适材料应用是否节能。相变材料在建筑节能中的应用本文将详细的进行介绍。

关键词：相变材料;建筑节能;相变储能

随着人们生活水平的不断提高和建筑行业的发展，以及相变材料的兴起，人们越来越关注节能的效果。我国的相变材料研究仍旧处在理论方面，在实际应用上还存在一些问题。文章对相变材料的特点进行了分析，研究了相变材料在实际工程中的应用，旨在促进建筑行业的发展，提高人们的生活水平。

1 相变储能材料

相变储能材料简称PCMs，指的是在一定温度下，能够改变其物理性质的材料。当材料的温度比相变点高时，PCMs会吸收掉一定的热量，从而产生相变;当材料的温度比相变点低时，PCMs会释放掉一定的热量，从而发生逆相变。PCMs有着其独特性，储能密度高，相变潜热大，在相变的过程中材料的温度一般不会发生改变。在调整材料所处环境温度的同时，能对能源供求之间在时间和速度上的不同步进行调整，从而对室温进行精确性的控制，可以有效地对建筑进行节能保温。

根据材料在相变过程中相态的变化方式，可以分为4个不同的类型：固气相变材料、固液相变材料、固固相变材料、液气相变材料。虽然液气相变材料与固气相变材料在转化时伴随的相变潜热比固液相变材料与固固相变材料相变时的相变潜热要大得多，但是在进行液气和固气转化的过程中，会有气体产生，材料的体积会发生变化。因此，在实际的应用中，固液相变材料和固固相变材料的应用范围较广。

2 相变材料在建筑材料中的应用

2.1 相变储能墙板

相变储能墙板是在上世纪80年代出现的一种含有相变材料的建筑围护结构材料，根据建材基体的不同，可以分为三种：第一，以石膏板为基材的相变储能石膏板，主要用于外墙的内壁材料，可以保持室内温度的稳定，确保建筑的舒适性;第二，以混凝土为基材的相变储能混凝土，一般作为外墙体的材料;第三，以保温隔热材料为基材，可以制作高效节能型建筑保温隔热材料。相变储能墙板主要用于建筑围护结构，当室内的温度比相变材料的温度高时，相变材料会发生相变，将建筑中多余的热量吸收掉;当室内的温度比相变材料温度低时，相变材料也会产生相变，释放出大量的热量，保证室内的舒适度。用相变材料制作墙板，既可以降低维护结构的传热量，又可以保证室内的舒适度。

2.2 相变储能砂浆

将相变材料融入到砂浆或灰泥中，可以制备出具备蓄能能力的相变储能砂浆。在德国的研究中，通过微胶囊技术奖石蜡封装在20μm的能量微球中，并将其与灰泥混合，制造出一种可以用于内墙的石蜡砂浆，该砂浆中含有10%到25%的掺石蜡的能量微球。这种砂浆可以作为室内冬季保温和夏季制冷的材料，保证室内的温度。当室内的温度超过22℃后，砂浆中的石蜡会融化，吸收室内的热量，降低室内的温度;当室内的温度低于22℃时，砂浆中的石蜡会凝固，会释放出大量的热量。

在加拿大的研究中，将49%丁基硬脂酸盐和48%丁基棕榈酸盐进行融合，作为相变材料，通过直接混合法和灰泥砂浆进行混合，按照工艺流程制造出相变储能墙板。这种墙板和普通的墙板相比，储热能力更强，并能够根据相变材料的吸收量和融化量对储热量进行精确的控制。

2.3 相变材料的其他应用

在其他方面，包括相变储能混凝土、建筑保温隔热材料、相变材料涂料、相变蓄热地板等。相变储能混凝土和普通混凝土相比有着较大的热熔，将其作为外墙体材料，可以保证室内温度的稳定，提高室内舒适度;建筑保温隔热材料是保证建筑节能的基础，是目前建筑节能上主要的研究课题;相变蓄热地板一般是结合电加热方式使用的，通过地板采暖的方式，能够保证室内温度平衡，符合人们“足暖头凉”的需求，而且成本较低，应用性较好。

2.4相变材料在保温隔热材料中的应用

保温隔热层是实现建筑节能的基础。将相变材料按照—定比例掺入到保温隔热材料当中，保温隔热层可实现高效建筑节能。一些研究当中将由多孔介质与有机相变物质制得的复合型颗粒装相变材料加入到保温隔热材料中，不仅能够获得较好的相变储能功能，材料的稳定性与耐久性也有所上升，可获得较好的综合效益。另外，将含有相变材料的石有板替代传统石有板，能够让墙板获得被动太阳供暖及冷却效果，可有效提升单位体积储能总量，防止建筑物温度出现剧烈波动。

3工程中的应用实例及发展前景

3.1应用实例

柏林热带植物温室通风系统采用双塔，保持室内温度恒定。通风装置采用相变储能模块。其熔点为25℃，温室顶部通风塔入口处白天气温30℃，夜间气温22℃。白天相变蓄热模块吸收，这种调节在夜间释放热量，基本上牵伸塔出口温度保持在26-27°C，室内温度保持不变。

在国内，相变材料也已应用于武汉市宜都花园、南湾君阁、紫竹花园等节能建筑示范区。

相变材料也可应用在大体积混凝土的施工中。大体积混凝土施工时，混凝土内部在水化过程中会释放出一定的热量聚集在混凝土内部不易散开，导致混凝土内外温差大，最终会产生温度裂缝，影响了大体积混凝土的结构稳定性和耐久性。通过添加适当的相变材料可以控制混凝土内部水化热升温，相变材料可以吸收混凝土水化释放的热量，将内部热量逐渐转移到外部，进而减小了混凝土内外温差，防止混凝土裂缝的产生，提高大体积混凝土的结构稳定性和耐久性。

3.2发展前景

目前，相变储能材料的发展已逐渐进入实践阶段。由于相变温度稳定性，高潜热具有良好的可逆性，许多区域开始添加所述相变材料以改变通常使用的构建材料的特性，生产的新混凝土，油漆，板材等等。提高壳体的隔热能力，减少与外界环境的热流，提高能源利用效率。此外，在军队中，美国海军生产具有良好隔热或降温效果的干式潜水服、空军冷浸服、防红外线服、士兵保温靴。目前，它已经在我们的新飞行服和通风服上进行了测试，且比俄罗斯同类的产品具有更好的隔热性能和温度调节性能。由此可见，相变材料除了被应用于建筑行业，还可在其他行业有所应用，具有广泛的应用前景。

4 结语：

随着我国建筑节能的不断研究，节能的效率也在逐渐提高，仅仅通过单一的材料进行节能可行性不强。通过相变材料和传统保温材料的结合，能够有效达到节能的目的。目前的研究已经比较全面，但是在实际应用上还是存在着一定的问题。因此，需要进行深入的研究，提高相变材料在建筑节能工程中的全面应用。

参考文献

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