相变储能建筑材料的应用技术进展分析

相变储能建筑材料的应用技术进展分析

李诗钰

联创新锐设计顾问（武汉）有限公司

摘要：我国现今建筑行业迅速发展与进步，已经成为我国经济支柱行业，但随着社会的进步与发展，建筑材料的应用也不断创新与发展，相变储能建筑材料已经被逐步应用到建筑行业中。以下内容将对相变储能材料进行基本的分析，也对相变储能建筑材料的应用技术开展探究与分析，并将其建筑材料的应用优势与价值充分挖掘，使相变建筑材料能够广泛运用到我国建筑行业中。

关键词：相变储能建筑材料；应用技术；进展分析

引言：

虽然现今社会建筑行业带动了经济的增长与进步，也为现代化城市建设起到了良好的推动作用，更为人们提供了舒适的生活环境。但建筑行业在发展过程中所使用的建筑材料与现今社会的发展理念并不相合，能源浪费问题严重，资源逐渐枯竭，环境污染严重等问题都限制了建筑行业的进步与发展，建筑材料的选择是其行业发展最为重要的问题之一。相变储能材料运用到建筑行业中，能够充分突出节能、储能的作用，能够推动社会经济水平发展进步，也符合现今社会的建筑发展理念。

1相变储能材料基本情况分析

相变储能材料可以简称为PCM，从理论上对材料进行分析，主要是以一定范围内的温度变化为前提，材料自身的结构变化与相态变化趋势为依据，变相储能材料自身的潜在性能是基础，环境温度的变化是材料运行的太监，能够自主吸收过多的热能存储，也可以根据温度过低而释放存储的热能，进而保证建筑环境的建设温度要求。从实际做工运用的角度进行分析，相变储能材料可以简单看做热功能复合材料，在应用中能够对能量进行储存与利用的作业方式，更利于推动节能环保型材料的开发进程，也是现今建筑新型材料领域研究的重点。

2相变储能材料基本内涵

2.1相变储能建筑材料

相变储能材料在一定的温度范围内进行使用，可以利用建筑材料自身的结构与相态变化，进而激发材料的热性能。如若环境温度改变，外部环境所释放或者存储热能，进而能够达到保温性能的复合材料的要求性能。其材料的相变潜热性能可以充分提高利用与能量储存的性能，更对我国建筑材料朝着节能环保的方向发展提供极为有利的作用，也是我国建筑材料近几年重要的研究探索方向。

2.2相变储能建筑材料特点

存储能量主要可以分为两种形式，分别为储热材料和储冷材料。材料可以根据储存能量的方式分为化学反应、显热、潜热等三种储能形式。化学反应储能形式的使用技术较为复杂，现今也并不使用。显热储能的自身温度会不停变化，对此，温度不能得到合理的控制，进而也没有太大的使用价值。但潜热储能的设计较为灵活，其装置较为简单，体积较小且使用较为便利，其储能密度较高，可以降低建筑的需求，在建筑施工中更利于灵活运用。对此，以上相变储能的材料中，最为常用也最具有发展空间的就是潜热储能，其建筑材料更是新型材料中应用最为广泛的材料。

3相变储能建筑材料的应用技术

3.1相变储能围护结构料制作方法

在建筑施工中使用相变储能材料，制作成相变储能围护结构可以分为三种，一是浸泡法。在实际施工中，采用浸泡的方式将建筑基体中融入相变材料，例如混凝土试块、石膏墙板等等，其工艺操作比较简单，更便于将传统建筑材料转变为相变材料。二是直接混合法。其方法就是直接将传统材料和相变材料充分混合，例如在实际施工材料中，将相变材料直接加入到半流动性硅石细粉中，然后直接混合到建筑物的施工材料中，其方法的优势就是操作简单，工艺简单，能够根据施工建设的实际要求混合到各种建筑结构和大小中，能够满足施工中多种需求。三是掺加能量微球法，其方法主要是利用纳米复合技术、微胶囊技术将相变材料转变为能量微球，之后在建筑集体中加入能量微球，进而能够得到相变储能材料。

3.2建筑保温隔热材料中的应用相变储能材料。

通过对相变材料的原理进行了解与分析，技术人员可以将相变材料直接加入到保温隔热的材料中，进而形成新的节能高效的建筑隔热保温材料，更能够实现节能环保的建筑理念，也能够保障建筑物隔热保温的使用性能。从1996年开始，德国其专业的研究人员就在微胶囊中应用相变材料，之后产生了微囊性相变材料。对其材料进行耐久性、弹性、防震性能进行研究之后，要在纤维膜材料中加入微胶囊相变材料，进而也能够得到隔热保温性能的建筑材料。通过探究与分析可以得出结论，将40g微胶囊相变材料加入膜材料中，其材料的保温隔热性能可以提升至原来得到四倍，每平米中加入90g微胶囊相变材料，其材料的保温性能能够提升至原来的八倍。对此，要想提高膜材料的储热性能，就可以使用微胶囊相变材料，进而降低供热能源耗损问题，也可以改善室内建筑环境。节能环保的建筑理念对材料的隔热性能和保温性能有一定的要求，对此，在不断研究与研究中对变相材料进行实验，进而达到现今建筑行业发展对建筑材料使用性能的要求。

3.3相变储能还混凝土得到应用

在大体积的混凝土施工建设中运用变相材料，施工单位可以在大体积混凝土中得到相变储能混凝土。其材料的使用过程就是等温相变的过程稿，储能密度大相变材料，基础材料为混凝土，在基础材料中变相材料，进而产生智能混凝土材料，更能够对混凝土的温度进行合理的控制。在建筑施工中使用变相混凝土材料，相对普通的混凝土材料使用性能对比，具有不可对比的热熔。相变材料使用到混凝土中，混凝土材料在碱性环境中性质更为稳定，也不会影响材料的耐久性，通常情况下会作为建筑外墙体的建筑材料，在使用中不需要利用人工操作控制温度，温度的稳定性更高，其工艺环节和步骤有所省略，施工造价成本也得以控制。

4未来相变材料发展方向

变相材料极具研究价值与应用价值，对我国建筑行业的发展和进步能够起到良好的推动作用，在未来的发展中，相变材料更具发展前景和发展趋势。现今相变材料还处于研究的阶段，并没有广泛应用，其材料未来可以从几方面发展。其一，选择更具有环保价值的材料，在其使用过程中稳定其化学性质，改变导热性。其二，相变材料的封装工艺要不断提高，提高其机械性能。其三，模拟不同工程建设的实际参数，计算出墙体储热效率，进而找到合适的使用比例与温度，逐步朝着工业化发展。

结束语：

随着现今社会经济水平的提升与发展，人们对环境要求更高，变相储能材料在一定程度上可以保障人们对生态环境的要求，还能够满足人们对建筑环境使用的要求，其材料的使用得以实现节能环保，能够促进社会和谐发展。

参考文献：

[1]傅浩,欧阳,宁博,等.相变储能建筑材料的最新研究进展[J].混凝土,2012,(1).55-57.

[2]宋纤纤,陈仕国,刘泽华,等.复合相变建筑材料的研究和应用进展[J].江苏建材,2011,(3).16-19.

[3]马烽,王晓燕,李飞,等.定形相变储能建筑材料的制备与热性能研究[J].材料工程,2010,(6).54-58.

作者简介：李诗钰（1990-08-28），女，汉族，湖北省武汉市，大学本科，助理工程师，建筑