相变储能装饰材料在室内设计中的应用

叶满波，赖超文，龙珍文

（华南农业大学珠江学院设计学院，广东 广州 510000）

国民经济水平的提高使得人们对居住环境的要求越来越高，建设低能耗、低排放的居住环境成为建筑行业的重要发展方向。基于此，人们希望能够有效提高建筑行业能源利用效率，以实现节能低碳的目的，为人们营造性能更加优越、污染与排放更少的建筑环境，为社会生态环境的优化作出贡献。本文汇总了相变储能材料的优势、特点及其在室内装饰设计中的具体应用案例，以期为相变储能技术及其在室内装饰领域的创新发展提供参考。

1 相变储能装饰材料概述

1.1 相变储能装饰材料

广义上认为，相变储能材料是指利用物质相变来释放或吸收能量，与外界环境进行能量交换进而实现存储能量的材料。相变储能装饰材料是现今建筑领域中常见的节能环保材料，兼具相变材料与普通建筑材料的特点，将其应用于建筑装修与室内装饰后，相变储能装饰材料会在其相变过程中实现储放能，实现对建筑物与室内外环境温度的调整。根据相变储能装饰材料的功能特性，其可分为蓄热装饰材料、抗菌保湿装饰材料以及隔音装饰材料等；根据相变储能装饰材料的不同形态，其可分为相变储能混凝土、相变储能砂浆、相变储能石膏板以及相变储能地板、相变储能涂料等多种类型。

1.2 相变储能装饰材料的常见制作方法

尽管相变储能材料是一种节能环保的新型材料，但将其融入建筑行业并转变为装饰材料仍具有一定的技术困难。目前，人们常采用直接浸泡法、封装法及多孔吸附法等方法来制作相变储能装饰材料。其中，直接浸泡法是指将相变储能材料与建筑材料直接融合，通过液体浸泡、固体粉末直接掺和的方式，实现两种材料的融合。这种融合方式可以精确控制相变储能材料的量，制作过程十分简便，但也存在两种材料相容性较差或相变材料泄露而引发其他问题的隐患。封装法是指利用微胶囊的形式将相变材料吸附固定，再将其加入建材，但这种融合形式造价相对较高，且微胶囊结构可能会对建材强度产生影响。多孔吸附法是指利用多孔介质作为封装材料，如珍珠岩、石膏等都可被作为储存介质，这种融合方式本质是将相变储能材料制作为固—固形式，其孔隙不仅能够封装相变材料，而且能够提高相变过程的储放能效率，工艺成本相对较低，因此现今建筑行业常采用此方式来实现相变材料与建筑材料的融合。

2 相变储能装饰材料在我国室内装饰中应用的可能性分析

随着社会的发展，全球能源短缺问题日益严重，节能环保成为社会各生产领域的发展主题。相比普通材料，这种材料具有更优良的储能功能，能够更好地控制环境温度，降低建筑能耗。目前中国建筑装修与装饰领域使用相变储能装饰材料的主要形式为外墙围护结构与采暖空调系统。其中前者利用相变储能材料对建筑墙体的温度进行调控，可有效保障建筑室内外温度的稳定性，起到自动调节建筑温度、实现墙体保湿的目的；后者则将相变储能材料应用于空调、地暖等设备，利用材料的相变来储存或释放热量，实现供暖、蓄热功能。相比普通地暖空调系统，应用相变储能装饰材料的采暖、空调系统有着显著的节能效果，且无毒无害、无腐蚀性，具有较高的应用价值。因此，将相变储能装饰材料应用于建筑装修领域具有较高的可行性，尤其在北方温差较大的环境中，相变储能装饰材料所发挥的价值更为突出。

3 相变储能装饰材料在室内装饰设计中的具体应用

根据室内装修与装饰工程的分类，人们可将相变储能装饰材料应用于以下方面。

3.1 相变储能装饰材料与抹灰、涂饰工程的结合

地面、墙面的抹灰与涂饰是室内装饰的重要工程之一，传统的地面、墙面多采用石灰、水泥砂浆等作为装饰材料，但这种装饰材料的隔热保温性能较差，难以满足居住者对室内温度稳定的严格需求，因而人们可采用相变储能装饰材料来作为抹灰、装饰工程的主要建材。如采用硅藻土作为多孔介质，吸附有癸酸、月桂酸的相变储能装饰材料便可用于制备储能砂浆，如此制作的砂浆热容大、储热能力强，可有效减缓房屋内部的昼夜、冬夏温度波动，为使用者提供一个舒适的居住环境。此外，相变储能脱硫石膏保温砂浆、相变储能抹面砂浆及调温调湿抗菌内墙柔性腻子等也具有良好的导热系数、燃烧性能，抗湿抗菌、恒温隔热功能十分突出，能够大大改善建筑室内环境的温度、湿度等条件，让室内环境更加舒适。因此，这些相变储能装饰材料被广泛应用于室内装饰工程，以实现改善室内环境、降低建筑能耗的目的。

3.2 相变储能装饰材料与吊顶、隔墙工程的结合

传统的吊顶、隔墙采用的建材多为砖石等材料，但这些材料不能满足居民对室内环境隔音隔热、防火、保温等功能的要求，若将相变储能装饰材料引入此类工程，吊顶、隔墙的隔音与保温效果必将显著提高。现今建筑行业常采用相变储能蜂窝板、石膏板等新型材料作为室内吊顶、隔墙的装饰材料，随着室内温度的变化，其内部相变材料会发生相变，释放热量或吸收热量，保持室内温度的稳定；且相变储能蜂窝板或石膏板的孔隙较多，吸音能力、防火能力较强，能为人们提供一个安静、舒适的居住环境。如现今较为常见的相变蓄能吊顶系统即是如此，该系统采用相变材料制作而成，夜间室外冷风被引入相变材料后进行蓄能，白天则发生相变进行释能，从而实现室内降温或升温。

3.3 相变储能装饰材料与供暖工程的结合

供暖是室内装修工程的一大关键，尤其对北方地区来说，建设一个良好的楼地面采暖供热系统具有重要意义，现今北方很多住宅小区的采暖供热仍为集中供热，有地暖、空调及暖气片供热三种方式。为有效降低供暖能耗、减少建筑耗能，我国多次优化改进北方采暖供热系统，其中利用相变储能装饰材料来进行供暖便是一种有效方法。如在铺设地暖系统时，建筑团队可将相变储能装饰材料作为地暖的填充层、防水层等，代替原本的混凝土建材，这样一来，相变储能装饰材料良好的储放热能力可使得地热系统的热量保持在稳定范围内，从而保障室内温度的均衡，提高建筑的室内供暖效率，有效改善居民居住舒适度。此外，相变储能装饰材料也常用于太阳能蓄热中，现今很多建筑都使用太阳能进行白天蓄热、晚上放热，但普通的材料很容易受到太阳照射时间与强度的影响，导致太阳能蓄热效果较差，而相变储能装饰材料则可以大大提高太阳能蓄热效率。人们可在建筑外立面或室内装饰有相变玻璃幕墙，从而对太阳光进行吸收、转化，并将相变过程中产生的热量传入室内，实现室内温度的调节。

此外，相变储能装饰材料还可应用于建筑门窗、外墙等装饰工程。在室内装饰工程中，相变储能装饰材料的应用可有效改善温度调节状况，减少室内温度的波动，提高室内居住舒适度。但现阶段我国对于相变储能装饰材料的研究仍处于初级阶段，人们还需要不断加强对相变材料的生产配比与研发，为建筑节能降耗提供新的可能。相信随着相变储能技术的进一步发展，全球能源节约现状将更加良好，社会生态的发展必将更加完善。