相變儲能建筑材料的應(yīng)用技術(shù)進(jìn)展研究

摘要：科技在發(fā)展，先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)被逐步應(yīng)用于各個行業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中，同時也在進(jìn)行完善和升級，進(jìn)一步促進(jìn)了各行業(yè)生產(chǎn)水平的提高，就建筑行業(yè)來講，相變儲能建筑材料的出現(xiàn)和應(yīng)用在保證建筑物性能的基礎(chǔ)上還在建筑環(huán)保方面取得了重要的突破，受到了大家的廣泛好評。本文就專門針對相變儲能建筑材料的應(yīng)用技術(shù)進(jìn)展進(jìn)行了一系列探討。

關(guān)鍵詞：相變儲能；建筑材料；應(yīng)用技術(shù)；進(jìn)展；研究

引言：隨著世界性經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程的逐步加快，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平也取得了很大的提升，在這種環(huán)境下，居民生活水平提高，對于建筑性能提出了更高要求的同時，也對建筑材料的使用性能以及環(huán)保性能等因素給予了更多的關(guān)注，這對于建筑行業(yè)而言無疑是一個重大的挑戰(zhàn)。

1.關(guān)于相變儲能建筑材料的簡要介紹

1.1相變儲能建筑材料的概念。變相儲能建筑材料就是在標(biāo)準(zhǔn)唯獨(dú)范圍內(nèi)借助材料自身相態(tài)變化以及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)促進(jìn)其潛熱性能的全面發(fā)揮，進(jìn)行熱量的釋放和存儲，繼而實(shí)現(xiàn)保溫的功能。相變儲能建筑材料在建筑行業(yè)的應(yīng)用目前已經(jīng)成為一大趨勢。

1.2相變儲能建筑材料的主要特點(diǎn)。該類材料進(jìn)行能量存儲工作的主要特點(diǎn)有兩種，分別是冷儲與熱儲材料。按照具體存儲的方式可以分為化學(xué)反應(yīng)儲能、顯熱儲能、潛熱儲能。由于技術(shù)條件有限，當(dāng)前化學(xué)反應(yīng)儲能方法還沒有全面投入應(yīng)用。由于顯熱儲能在應(yīng)用過程中會在成溫度的持續(xù)性變化，具有不穩(wěn)定性，因此不適宜當(dāng)前應(yīng)用。對于潛熱儲能方法，其明顯優(yōu)勢就在于設(shè)計(jì)靈活、使用便捷以及儲能密度相對較大等，可以更好地滿足建筑需求[1]。

2.相變儲能建筑材料的應(yīng)用技術(shù)進(jìn)展分析

2.1性能的檢測。目前我國對于相變材料性能進(jìn)行檢測的方法主要有以下幾種：第一，借助紅外光譜檢測材料的相容性。第二，借助掃描的方式對材料潛熱性能以及溫度進(jìn)行檢測。第三，借助投射電鏡對材料的具體形態(tài)進(jìn)行檢測。當(dāng)前我國的材料測試工作尚未實(shí)現(xiàn)續(xù)熱延遲效應(yīng)的準(zhǔn)確檢測。在進(jìn)行材料檢測的過程中如果需要對建筑墻體進(jìn)行測量，需要較高的技術(shù)資金投入，檢測工作容易受外部環(huán)境因素干擾，因此檢測難度較大。

2.2材料的制作。當(dāng)前針對相變儲能建筑材料應(yīng)用較多的就是PCMS封裝技術(shù)，該技術(shù)能夠促進(jìn)傳統(tǒng)建材和相變儲能建材質(zhì)檢融合率的提升，達(dá)到增強(qiáng)材料儲存功能的目的。PCMS封裝還可以具體分為微膠囊法和宏觀包裹法。微膠囊法就是通過對聚合物的應(yīng)用將小顆粒包裹起來，然后將其和其他材料相互融合。宏觀包裹實(shí)際上就是將材料填充到袋、管和球等容器內(nèi)，以便可以將其和建筑產(chǎn)品有效的結(jié)合起來。該方法目前應(yīng)用較多，可以滿足多數(shù)建筑要求。

2.3材料在混凝土中的應(yīng)用。由于建筑施工需求，需將相變儲能建筑材料應(yīng)用于大體積混凝土結(jié)構(gòu)中，以此實(shí)現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)溫度的有效控制。相變儲能混凝土是運(yùn)用儲能密度相對較大，并且溫度相當(dāng)?shù)牟牧希诒ＷC混凝土材料基本性質(zhì)的基礎(chǔ)上促進(jìn)溫度控制功能的發(fā)揮，此外還能夠全面控制混凝土內(nèi)部的溫度變化速率，從而可以在保證建筑使用性能的基礎(chǔ)上，最大程度降低消耗能源的目的。

2.4相變儲能材料和其他材料的融合。在建筑施工過程中，需要將傳統(tǒng)建材和相變儲能材料進(jìn)行融合，為了保證融合效果，需要應(yīng)用科學(xué)的技術(shù)，改技術(shù)方法分為間接與直接滲入法。直接滲入法適用于固體-固體和固體-液體的相變儲能材料，可是如果需要應(yīng)用于固體-液體的材料當(dāng)中就一定要提前做好相應(yīng)的處理，這樣才能夠促進(jìn)材料性能的全面發(fā)揮，同時避免在使用過程中產(chǎn)生腐蝕問題。在經(jīng)過處理之后，材料能夠更好地與傳統(tǒng)建材相融合。間接滲入法就是利用多孔性建材吸納目標(biāo)材料，促進(jìn)不同材料的融合，主要包括工作介質(zhì)和封裝材料兩個部分。封裝材料就是對相變建筑材料進(jìn)行密封包裝處理，而工作介質(zhì)就是借助相變材料的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)能量的儲存。將這兩部分結(jié)合并應(yīng)用于施工過程中可以進(jìn)一步促進(jìn)材料性能的發(fā)揮[2]。

2.5材料的應(yīng)用方式。相變建筑材料在建筑施工過程中與傳統(tǒng)建筑材料進(jìn)行相互融合能夠制作成各種建筑結(jié)構(gòu)，同時賦予建筑結(jié)構(gòu)一定的儲熱性能，實(shí)現(xiàn)建筑物的節(jié)能目的。相變建筑材料在建筑施工過程中的主要應(yīng)用形式表現(xiàn)在一下幾個方面：第一，相變建材在建筑物墻板結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。將其應(yīng)用于建筑物墻板結(jié)構(gòu)當(dāng)中不但可以有效加強(qiáng)墻體的保溫效果，還能夠增加建筑使用面積。這是因?yàn)椴牧闲螒B(tài)會隨著建筑所處環(huán)境的變化而變化，溫度降低時為固態(tài)，則向建筑空間內(nèi)釋放熱量，反之，溫度升高時材料變化成為液態(tài)，會吸收建筑空間內(nèi)的熱量，以此實(shí)現(xiàn)溫度的控制，使建筑物空間內(nèi)的溫度趨于平衡狀態(tài)。所以說將相變材料應(yīng)用于建筑施工過程中能夠控制和降低原料的消耗量，同時還能夠降低相關(guān)電氣的運(yùn)行所產(chǎn)生的能源消耗，提高環(huán)保效果，第二，相變材料在建筑供暖中的應(yīng)用。該種建材在建筑物供暖方面的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾方面：首先是在采暖地板結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。由相變材料制成的儲能地板結(jié)構(gòu)本身具有相對較強(qiáng)的群潛熱性能，同時地板結(jié)構(gòu)也較為穩(wěn)定，因此在使用過程中能夠進(jìn)一步縮減地板的厚度，并且降低建筑物的承重。其次是在供暖系統(tǒng)當(dāng)中的應(yīng)用。將相變材料應(yīng)用于相變集熱器等建筑供暖系統(tǒng)中能顧有效保障系統(tǒng)在白天期間的儲熱量，到了夜間對室內(nèi)空氣進(jìn)行加熱，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)空間的取暖。

3.相變儲能建筑材料的未來發(fā)展趨勢

將相變儲能建筑材料應(yīng)用于建筑施工過程中的目的就在于進(jìn)一步提高建筑物的熱舒適特性，以此促進(jìn)建筑能耗的控制并達(dá)到環(huán)保的目標(biāo)。相變儲能材料和其他類型建筑材料結(jié)合使用后，會對該材料的使用強(qiáng)度以及應(yīng)力變化參數(shù)等產(chǎn)生一定的影響，由此可見，未來新型相變儲能建筑材料的研究與開發(fā)會成為一個重要發(fā)展趨勢，這就給予相變建筑材料一片更加廣闊的發(fā)展前景[3]。

結(jié)語：綜上所述，隨著建筑材料與施工技術(shù)的不斷升級與發(fā)展，相變材料在建筑施工中的應(yīng)用效果得到了人們的廣泛認(rèn)可，為了進(jìn)一步提高該材料的儲熱性能及環(huán)保效果，還需要不斷加強(qiáng)技術(shù)應(yīng)用，做好材料與技術(shù)的創(chuàng)新，從而為建筑業(yè)的健康發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳瑩.相變儲能建筑材料及相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展[J].江西建材，2016（04）：2+6.

[2]趙宇晗.相變儲能建筑材料的應(yīng)用技術(shù)進(jìn)展分析[J].江西建材，2015（20）：7.

[3]張建軍.探討相變儲能建筑材料的應(yīng)用技術(shù)進(jìn)展[J].門窗，2012（08）：176-177.

作者簡介：劉建瑞，男，1963.12，黑龍江，內(nèi)蒙古建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，本科，副教授，教師，建筑材料。