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赵炳杰
浙江省二建建设集团有限公司 浙江省 宁波市 315000
【摘 要】传统材料和相变材料复合可以形成一种新型的建筑材料，这种材料具有调温、蓄热等功能，对于维持室内环境舒适度、降低建筑采暖制冷需要的能耗具有非常重要的作用。鉴于此，本文首先简要概述了相变建材的特点及类型，然后对相变建筑材料的制备及应用进行了相关论述，最后针对相变储能材料在建筑领域的运用前景提出了一些自己的看法，希望本文的分析可以为相关人士的研究提供一些参考。
【关键词】相变建筑材料；建筑节能；应用
随着近年来国家对建筑节能工作重视程度的不断加深以及人们对环境舒适度要求的增多，生态化、智能化开始成为建筑材料的主要发展趋势。建筑节能是一个复杂的系统工程，其中包括建筑围护系统、绿色照明及家电系统、太阳能及其他可再生能源系统等方面。相变建筑材料具有储能密度大、近似恒温下吸收热等一系列特点，可以有效缓解能量供求在强度、时间等方面不匹配的矛盾，大大减少了建筑耗能对环境造成的负面影响。基于此，下面让我们针对相变建筑材料在建筑节能领域中的应用展开进一步分析。
1相变建材的特点及类型
1.1相变材料及其特点
相变材料是指材料的形态会随着温度的变化而变化，同时还能提供潜热，在发生相变化的过程中，这种材料可以从环境中吸收或者放出热量，通过这种方式达到存储或者释放热量的目的。相变材料可以和传统建材复合形成一种具有储存热量和温度的建筑围护材料，大大减少了室内温度波动的出现，进而提升舒适程度，扩大室内的空间，同时使建筑物自重得到减轻。
通常情况下用于建筑节能的相变材料应该满足这些要求：想变温度就是室内设计温度，同时也是室内空调系统、供暖系统要求达到的温度；其次，材料应具有足够大的相变潜热；相变过程中出现的膨胀或者收缩性比较小；相变过程中其方向应该由温度决定，且不存在降解或者过冷的现象；相变具有良好的可逆性；无毒、无泄漏、无腐蚀性、不污染环境。然而满足以上条件的相变材料几乎没有，这种情况下在实际工程建设中，会结合前两项选择相变材料，在应用过程中有效克服其缺点。
1.2相变材料的类型
通常情况下可以按照物质相态过程出现的变化，将其分成固固相变、固气相变、液气相变以及固液相变四种材料。固气相变材料、液气相变材料在相变过程中存在很多气体，其材料体积会发生很大变化，因此建筑工程中很少会对其进行应用。实际工程建设中固固相变材料、固液相变材料比较常见，其中固固相变材料利用相变前后晶格结构的变化起到可逆吸热、放热的效果，加上这种材料本身的体积变化比较小，且具有无腐蚀、无毒等优点，因此得到了广泛应用，但是同时它也存在热传导性能差、价格高等一系列缺点。固液相变材料主要利用固液相变来实现可逆吸收热量与放出热量的目的，其优点在于价格便宜，但是在应用过程中存在分离现象，因此储能效果并不理想。
2相变建筑材料的制备及应用
2.1节能原理
相变材料发生相变时会对想变热进行吸收或者释放，在热转换的过程中，蓄能结构会对相变材料中的冷负荷进行存储，这样一来随着外界环境温度的降低，其存储能量中的一部分就会释放到室外，进而使建筑冷负荷得到降低，同时另外一部分被释放到了室内，这样建筑冷负荷在夜间就可以增加。按照这种理论，拿相变储能围护结构来说，在现有建筑中应用相变材料，可以有效增加围护结构储热功能，这样就可以利用少量材料来存储大量热量。因为受到储热作用的影响，会严重削弱室内与室外热流波动，延迟作用时间，通过这种方式达到节能的目的。
2.2相变材料的制作
当前相变储能材料的制作方法主要有以下几种：第一，直接利用相变材料在墙面或底板上贴面，形成一层结构，这种结构的优点在于结构拆卸非常方便，且可以进行循环利用；第二，利用封装技术，将相变材料充入到聚乙烯粉末或者小球中，将建筑材料和这些小球或者粉末掺和到一起，当前最常见的一种方法是将相变材料封闭在一种胶囊中，然后将建筑材料和这种胶囊混合在一起，这种方式的优点在于可以直接加工成型，还不会出现过冷现象，使用起来也非常方便；第三，使相变材料融化，将其渗透于多孔材料中，这种方法的优点在于其性质非常均匀，且结构非常简单，还可以将其制作成很多大小、形状均不同的建筑材料。
2.3相变材料的应用
因为相变温度存在一定差异，按照这种差异其用途主要分为4个方面：其一，低温相变材料主要用来储冷，目前这种材料已经在空调储冷、跨季节储冷中得到而来广泛应用；其二，5060℃相变材料在太阳能应用领域中应用非常适合，可以将其作为储热墙、储热地板的原来，也可以将其和换热器、集热器一同构成太阳能利用系统；其三，室温相变材料可以用来降低室内温度的波动，通过这种方式降低空调负荷，从而实现节能目的；其四，高温相变材料可以在工业余热利用中应用。
因为相变材料在建筑中应用的形式不同，那么按照其在建筑中的结构，其主要用途可以从以下几方面展开分析：第一，可以制作成以石膏板作为基础材料的相变储能石膏板，可以利用其做建筑外墙内壁；第二，可以将其制作成为以保温隔热材料为基础材料，制作高效节能围护结构；第三，可以和地板相结合，对地暖控制系统进行简化。
3相变储能材料在建筑领域的运用前景
当前有关相变材料与建筑节能相结合的研究越来越多，但是市场上真正应用的相变储能建材却并不多，随着人们对绿色建筑越来越重视，相变储能材料在建筑领域中的应用前景必然会非常广阔。
结合不同的室内外环境条件，对合适的相变温度进行开发，同时在长期使用过程中将会开发出更多性能稳定的相变储能材料，以减少相变材料挥发、渗漏以及对相关设备造成的腐蚀。这还需要对当前的相变材料封装技术进行进一步的研究，同时不但对现有的工艺条件进行改进，这样才能有效降低生产成本，促进工业化生产的实现。
在不同系统中对房间热过程数值进行模拟，同时加大对这方面力学性能及有关耐久性能的研究和分析，这样可以为以后建筑寿命预测提供有效依据。从这方面来看可以充分借鉴当前国外已经非常成熟的节能评价，然后提出与我国实际情况相适应的节能评价标准，最终得到简单、可行的计算方法。
结语：
综上所述，将普通材料和相变材料结合在一起形成的相变储能材料，在建筑领域中应用这种材料可以有效减轻建材的重量，同时还能提升室内保温性能。今后有关相变建筑材料的研究必然会朝着更加高效的方向发展，随着高分子技术的不断发展进步，相变复合材料的经济性、耐久性等相关问题也会被解决，最终在建筑节能领域中得到广泛应用。总之，在构建节约型社会宏观政策的引导下，新型材料必将逐渐取代现在的建筑材料，随着高层建筑的不断发展，建筑工程建设对建筑围护结构的要求将会越来越高，同时还会越来越重视建筑节能，必然会促进相变储能材料的快速发展。
参考文献：
[1]张亮，晏华，余荣升，陈淑莲，张江.相变材料的研究进展及其在建筑领域的应用综述[J].材料开发与应用，2010，（1）：69-73.
[2]肖力光，冯铄.相变材料在建筑节能及其它领域的研究与应用[J].吉林建筑工程学院学报，2012，（2）：35-41.
[3]陈宝春.相变材料的基本理论及其在建筑节能领域的应用[J].新型建筑材料，2009，（2）：61-63.
[4]张秋香，陈建华，陆洪彬，唐伟，陆玉，高扬之.石蜡微胶囊相变材料的制备及其在建筑节能领域中的应用[J].材料导报，2014，（17）：79-83.
浙江省二建建设集团有限公司 浙江省 宁波市 315000
【摘 要】传统材料和相变材料复合可以形成一种新型的建筑材料，这种材料具有调温、蓄热等功能，对于维持室内环境舒适度、降低建筑采暖制冷需要的能耗具有非常重要的作用。鉴于此，本文首先简要概述了相变建材的特点及类型，然后对相变建筑材料的制备及应用进行了相关论述，最后针对相变储能材料在建筑领域的运用前景提出了一些自己的看法，希望本文的分析可以为相关人士的研究提供一些参考。
【关键词】相变建筑材料；建筑节能；应用
随着近年来国家对建筑节能工作重视程度的不断加深以及人们对环境舒适度要求的增多，生态化、智能化开始成为建筑材料的主要发展趋势。建筑节能是一个复杂的系统工程，其中包括建筑围护系统、绿色照明及家电系统、太阳能及其他可再生能源系统等方面。相变建筑材料具有储能密度大、近似恒温下吸收热等一系列特点，可以有效缓解能量供求在强度、时间等方面不匹配的矛盾，大大减少了建筑耗能对环境造成的负面影响。基于此，下面让我们针对相变建筑材料在建筑节能领域中的应用展开进一步分析。
1相变建材的特点及类型
1.1相变材料及其特点
相变材料是指材料的形态会随着温度的变化而变化，同时还能提供潜热，在发生相变化的过程中，这种材料可以从环境中吸收或者放出热量，通过这种方式达到存储或者释放热量的目的。相变材料可以和传统建材复合形成一种具有储存热量和温度的建筑围护材料，大大减少了室内温度波动的出现，进而提升舒适程度，扩大室内的空间，同时使建筑物自重得到减轻。
通常情况下用于建筑节能的相变材料应该满足这些要求：想变温度就是室内设计温度，同时也是室内空调系统、供暖系统要求达到的温度；其次，材料应具有足够大的相变潜热；相变过程中出现的膨胀或者收缩性比较小；相变过程中其方向应该由温度决定，且不存在降解或者过冷的现象；相变具有良好的可逆性；无毒、无泄漏、无腐蚀性、不污染环境。然而满足以上条件的相变材料几乎没有，这种情况下在实际工程建设中，会结合前两项选择相变材料，在应用过程中有效克服其缺点。
1.2相变材料的类型
通常情况下可以按照物质相态过程出现的变化，将其分成固固相变、固气相变、液气相变以及固液相变四种材料。固气相变材料、液气相变材料在相变过程中存在很多气体，其材料体积会发生很大变化，因此建筑工程中很少会对其进行应用。实际工程建设中固固相变材料、固液相变材料比较常见，其中固固相变材料利用相变前后晶格结构的变化起到可逆吸热、放热的效果，加上这种材料本身的体积变化比较小，且具有无腐蚀、无毒等优点，因此得到了广泛应用，但是同时它也存在热传导性能差、价格高等一系列缺点。固液相变材料主要利用固液相变来实现可逆吸收热量与放出热量的目的，其优点在于价格便宜，但是在应用过程中存在分离现象，因此储能效果并不理想。
2相变建筑材料的制备及应用
2.1节能原理
相变材料发生相变时会对想变热进行吸收或者释放，在热转换的过程中，蓄能结构会对相变材料中的冷负荷进行存储，这样一来随着外界环境温度的降低，其存储能量中的一部分就会释放到室外，进而使建筑冷负荷得到降低，同时另外一部分被释放到了室内，这样建筑冷负荷在夜间就可以增加。按照这种理论，拿相变储能围护结构来说，在现有建筑中应用相变材料，可以有效增加围护结构储热功能，这样就可以利用少量材料来存储大量热量。因为受到储热作用的影响，会严重削弱室内与室外热流波动，延迟作用时间，通过这种方式达到节能的目的。
2.2相变材料的制作
当前相变储能材料的制作方法主要有以下几种：第一，直接利用相变材料在墙面或底板上贴面，形成一层结构，这种结构的优点在于结构拆卸非常方便，且可以进行循环利用；第二，利用封装技术，将相变材料充入到聚乙烯粉末或者小球中，将建筑材料和这些小球或者粉末掺和到一起，当前最常见的一种方法是将相变材料封闭在一种胶囊中，然后将建筑材料和这种胶囊混合在一起，这种方式的优点在于可以直接加工成型，还不会出现过冷现象，使用起来也非常方便；第三，使相变材料融化，将其渗透于多孔材料中，这种方法的优点在于其性质非常均匀，且结构非常简单，还可以将其制作成很多大小、形状均不同的建筑材料。
2.3相变材料的应用
因为相变温度存在一定差异，按照这种差异其用途主要分为4个方面：其一，低温相变材料主要用来储冷，目前这种材料已经在空调储冷、跨季节储冷中得到而来广泛应用；其二，5060℃相变材料在太阳能应用领域中应用非常适合，可以将其作为储热墙、储热地板的原来，也可以将其和换热器、集热器一同构成太阳能利用系统；其三，室温相变材料可以用来降低室内温度的波动，通过这种方式降低空调负荷，从而实现节能目的；其四，高温相变材料可以在工业余热利用中应用。
因为相变材料在建筑中应用的形式不同，那么按照其在建筑中的结构，其主要用途可以从以下几方面展开分析：第一，可以制作成以石膏板作为基础材料的相变储能石膏板，可以利用其做建筑外墙内壁；第二，可以将其制作成为以保温隔热材料为基础材料，制作高效节能围护结构；第三，可以和地板相结合，对地暖控制系统进行简化。
3相变储能材料在建筑领域的运用前景
当前有关相变材料与建筑节能相结合的研究越来越多，但是市场上真正应用的相变储能建材却并不多，随着人们对绿色建筑越来越重视，相变储能材料在建筑领域中的应用前景必然会非常广阔。
结合不同的室内外环境条件，对合适的相变温度进行开发，同时在长期使用过程中将会开发出更多性能稳定的相变储能材料，以减少相变材料挥发、渗漏以及对相关设备造成的腐蚀。这还需要对当前的相变材料封装技术进行进一步的研究，同时不但对现有的工艺条件进行改进，这样才能有效降低生产成本，促进工业化生产的实现。
在不同系统中对房间热过程数值进行模拟，同时加大对这方面力学性能及有关耐久性能的研究和分析，这样可以为以后建筑寿命预测提供有效依据。从这方面来看可以充分借鉴当前国外已经非常成熟的节能评价，然后提出与我国实际情况相适应的节能评价标准，最终得到简单、可行的计算方法。
结语：
综上所述，将普通材料和相变材料结合在一起形成的相变储能材料，在建筑领域中应用这种材料可以有效减轻建材的重量，同时还能提升室内保温性能。今后有关相变建筑材料的研究必然会朝着更加高效的方向发展，随着高分子技术的不断发展进步，相变复合材料的经济性、耐久性等相关问题也会被解决，最终在建筑节能领域中得到广泛应用。总之，在构建节约型社会宏观政策的引导下，新型材料必将逐渐取代现在的建筑材料，随着高层建筑的不断发展，建筑工程建设对建筑围护结构的要求将会越来越高，同时还会越来越重视建筑节能，必然会促进相变储能材料的快速发展。
参考文献：
[1]张亮，晏华，余荣升，陈淑莲，张江.相变材料的研究进展及其在建筑领域的应用综述[J].材料开发与应用，2010，（1）：69-73.
[2]肖力光，冯铄.相变材料在建筑节能及其它领域的研究与应用[J].吉林建筑工程学院学报，2012，（2）：35-41.
[3]陈宝春.相变材料的基本理论及其在建筑节能领域的应用[J].新型建筑材料，2009，（2）：61-63.
[4]张秋香，陈建华，陆洪彬，唐伟，陆玉，高扬之.石蜡微胶囊相变材料的制备及其在建筑节能领域中的应用[J].材料导报，2014，（17）：79-83.