相变材料在建筑节能中的研究及应用

摘 要：随着经济的快速发展，环境问题成为了困扰全球的大问题，因此在全球各个国家都在实行节能减排、提高能效利用率等环境保护措施，我们国家也不例外。随着相变材料的研发和使用，可以有效缓解取暖和降温中所消耗的费用，减少温室气体的排放，在建筑节能中有非常重大的意义。本文阐述相变材料的概念和在建筑节能中的作用，浅谈相变材料在建筑节能中的应用形式和相变材料的发展趋势。

关键词：相变材料;建筑节能;应用形式

我国经济可持续发展的提出和深入，建筑行业的污染和资源浪费成为了大众关注的焦点，电力消耗、空调、取暖等关系民生的问题也逐渐凸显，人们也在逐渐对建筑节能进行研究和探索。像外墙外保温技术、外墙隔热技术等，但是这些技术的应用虽然降低了能量的消耗，同时也降低了人们的环境舒适度，因此仍旧急需设计开发新型的建筑节能产品来适应人们的需求和经济的发展。

一、相变材料概述和在建筑节能中的作用

相变材料是指温度不变的情况下而改变物质并提供能量的物质，相变材料可以作为能量存儲器，根据外界温度的变化来进行能量的吸收和释放。因此，相变材料在建筑节能中有着非常重要的意义。相变材料在建筑节能中的应用，可以说是建筑领域的革命性发展，为建筑节能提供了一个可行性的指导和方向。其主要作用是节能，以北方采暖为例，使用相变材料的建筑，如果按照100m2的房间计算的话，一个采暖季的用电量只有10度左右，可以达到节能60%-99%。

二、相变材料在建筑节能中的应用形式

相变材料在建筑节能中的应用主要是将传统的建材和相变材料复合成相变建材用于建筑施工中，其主要复合方式一般有三种：其一，直接加入，将相变材料和水泥砂浆、混凝土等直接混合作为相变建材;其二是封装法，将相变材料通过吸附的方式膨胀到石墨、珍珠岩等多空的材料中;其三是浸透法，利用混凝土、墙板、砖块等吸水性吸收相变材料使其融合。一般我们常用的包括相变材料砂浆、相变材料混凝土、相变材料石膏、相变材料涂料。

1.相变材料砂浆

相变材料砂浆和普通砂浆的却别在于，相变材料砂浆具有更好的保温、调温性能，能够起到更好的抗压性能。例如水泥复合的相变材料砂浆不但具有更高的调温性还能最大限度的降低室温的波动将室温差距减小，而实践中证明，相变材料复合密度越大，保温效果越明显。但是相变材料复合的过程中要注意，如果复合的相变材料为可燃物或者是有可燃包覆层，那么此相变复合材料的阻燃性就会大大下降，在复合过程中的掺加量多少就需要我们进一步探究。

2.相变材料混凝土

相变混凝土是相变材料最为广泛的一种应用形式，在储热、散热、调温性上都有一定的优势。其中最常见的是浸渍模压法，将相变材料和混凝土砖进行多孔砖组合，从而改善原混凝土的保温机制，这种方法简单、方便，但是往往不能达成相变材料和混凝土的结构均一，从而影响受热和传导的不均匀，其次储能量相对较差，相对于传统的混凝土保温来说，具有一定的优势，但是效果不显著。

3.相变材料石膏

相变材料石膏主要是将相变材料和半水石膏粉和硅藻土等进行复合形成的相变材料石膏板。在同等环境下，相变材料的石膏板在蓄热能力和放热能力以及调温能力上都要高于普通石膏板。相变材料石膏板在内墙隔热、天花板、外围、内墙上等有着非常重要的保温作用以及发展空间。

4.相变材料涂料

相变材料涂料是在原有涂料的基础上将微胶囊相变材料掺混而成，具有一定保温和调温性能的涂料。其中根据不同规格的相变材料来进行不同作用的涂料掺混而产生不同的涂料效果，像防锈涂料、抗震涂料、保温涂料等等。

三、相变材料在建筑节能上的应用对策

就我国目前来说，相变材料在建筑节能上还处于初始阶段，对于相变材料在建筑节能上的研究和应用还不够完善，缺乏对相变材料的研究和认识。因此需要政府和科研人员的共同努力，提高人们对相变材料的认知，加速相变材料和研发和应用，从而促进相变材料在建筑节能上的全面应用。

1.政府加强重视和科研

相变材料在建筑中的各种应用方式不仅仅能够调节室内温度，还对减少能源利用有着非常重要的意义，因此在相变材料在建筑节能中的使用问题上，政府要加大对相变材料的重视程度，加强对相变材料的宣传，加强人们对相变材料的认知。与此同时政府要加大投入对相变材料的科研，通过科研人员的研究和探索寻求相变材料更好的在建筑节能方面的使用，提高相变材料的利用率，从而促进我国经济和环境的可持续发展。

2.科研人员的主要探究方向

就目前来说，我国相变材料的制备还不成熟，在箱变材料的使用不能优化到最大值，对于科研人员来讲，要加强相变材料的制备和相变材料的作用优化是目前最主要的问题之一。科研人员要从这两个方向入手，研究相变材料在箱变过程中的能量输送和储存方式，以及相变材料与不同建筑材料混合的作用效果，来进一步提高相变材料的导热性和储热型性。

总结：

环境问题已经成为了全球民生的大问题，而建筑也是与人们的生活息息相关的行业，相变材料在建筑节能中的研究与应用，开启了建筑节能的新篇章。对于相变材料的研究和发展，需要我们进一步的探索实践，从而通过相变材料的发展进一步减少能源的利用和消耗，促进我国经济、环境的可持续发展。

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作者简介：杨博涵（2001.8.23—），男，汉族，籍贯：山西省稷山县，山西省实验中学