相变储能材料与建筑节能(彩图)

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1、编者按：随着人们生活水平以及对工作与居住环境舒适度要求的提高，空调能耗随之大幅度增高，造成能源消耗过快、环境污染增加、电网负荷峰谷过大、峰负荷时电力供应严重不足等建筑能耗增加，目前欧美发达国家的建筑能耗已达到全社会总能耗的40％，在我国建筑能耗约占全国总能耗的27．8％，随着经济的不断发展，人民生活水平的不断提高，建筑能耗的比重将进一步增加。因此，建筑节能材料和节能技术的开发与应用已成为当前建筑和建筑材料领域的热点问题之一。　　今天小编请来了我们设计群网最热衷技术革新的发明家会员山野之人，请他为我们设计师介绍一种新型建筑节能材料--相变储能材料及其在建筑节能方面的应用！　

2、　让我们以鲜花和掌声欢迎山野之人先生--　　发明家会员：山野之人--　　设计群网的会员朋友们，大家好！我是山野之人，主持人称我是发明家，过奖了，不过本人确实非常喜欢发明创造，只要是我感兴趣的新技术新材料，我就会穷追不舍，不弄个明白是不罢休的，由此收获了许多发明专利，也算小有成就吧！今天我就来给各位设计师朋友介绍一种新型建筑材料--相变储能材料。相变储能材料与建筑节能　　一、什么是相变储能材料？　　相变--物质系统中物理、化学性质完全相同，与其他部分具有明显分界面的均匀部分称为相。不同相之间的相互转变，称为“相变”或称“物态变化”。从广义上来说，所谓相，指的是物质系统中具有

3、相同物理性质的均匀物质部分，它和其他部分之间用一定的分界面隔离开来。例如，在由水和冰组成的系统中，冰是一个相，水是另一个相。　　所以，简单解释：相变就是物质系统不同相之间的相互转变。　　固、液、气三相之间转变时，常伴有吸热或放热以及体积突变。这是常识，大家都知道，但是大家想没想过，利用物体相变产生的吸热或放热特点来调节我们周围空间的温度，让空间不用能源也能变得冬暖夏凉呢？我相信我们的前辈想过。大家如果看过电视剧【甄环传】，你就知道古代皇宫里就是利用冰与水的相变来控制温度的。所以说，相变储能一点都不复杂，只要你有办法能促进材料的相变，就一定能产生或者吸收热量，而不同的物体所

4、适用的收集或者储存热量的方式是不同的。　　相变储能材料（PhaseChangeMaterials，简称PCM）--相变储能材料是在发生相变的过程中，可以吸收环境的热（冷）量，并在需要时向环境释放出热（冷）量，从而达到控制周围环境温度的目的，由于相变物质在其物相变化过程(熔化或凝固)中，可以从环境吸收或放出大量热量，同时保持温度不变，可以多次重复使用等优点，将其应用于建筑节能领域不但可以提高墙体的保温能力，节省采暖能耗，而且可以减小墙体自重，使墙体变薄，增加房屋的有效使用面积，因此可以说，相变储能技术是实现建筑节能的重要途径。相变储能建筑材料是通过向传统建筑材料中加入相变材

5、料制成的具有较高热容的轻质建筑材料，具有较大的潜热储存能力。使用相变储能建筑材料构筑的建筑围护结构，可以降低室内温度波动，提高舒适度，使建筑供暖或空调不用或者少用能量，提高能源利用效率，并降低能源的运行费用。　　相变储能材料与目前广泛应用的外墙外保温和内墙内保温材料相比，后者虽然可以降低能量的消耗，但由于材料本身的热容量有限，不能充分地将能量进行储存利用，因而限制了建筑节能的能力。而相变储能材料应用价值的优势就在于它的大量相变热转移到环境中时，产生了一个宽的温度平台，让恒温时间延长，并可与显热和绝缘材料区分开。因而具有广阔的应用前景。　　对于相变储能材料，比较系统的科学研

6、究是在第二次世界大战以后展开。美国麻省理工的M.Telkes和G.A.Lane等人在相变材料的配制和性能研究、相平衡、结晶、相变传热、相变储能系统设计等方面做了大量工作。20世纪70年代初，第一次能源危机爆发，西方发达国家受到巨大冲击，但促进了社会和工程界对相变储能材料和建筑节能技术的重视，相变储能材料的理论和应用研究也得到了长足的进步和发展。目前，相变材料在建筑领域的应用已经成为其最为重要的利用途径之一，它在太阳能系统、工业余热利用、电力调峰、纺织业等都有很广泛的利用。可以预计，在今后相当长的时间里，相变储能建筑材料在环境材料和建筑节能等领域都将扮演极其重要的角色。　　

7、二、相变材料的分类　　1、大量的有机材料、无机材料和共晶混合物因为特有的熔解温度和潜热储存能力而被定义为相变储能材料，已知的相变储能材料几乎可以满足任何温度范围的使用需求。相变储能材料可以按照材料的性质和组成进行分类，具体的类别如图1所示。　　2、不同相变材料优缺点的比较　　根据上述相变储能材料的分类，各种不同材料的优缺点见表1。表1  不同种类的PCM的优缺点项目优点缺点有机相变材料（1）适应温度范围广；（2）固化时没有明显过冷现象；（3）结晶速率高；（4）与传统结构材料兼容性好；（5）化学性能稳定；（6）安全无毒，无腐蚀；