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相變儲(chǔ)能建筑材料的應(yīng)用技術(shù)與展望
依據(jù)相變材料的原理，可以把相變材料加入到保溫隔熱材料中，以此形成節(jié)能高效的建筑隔熱保溫材料，下面是小編搜集整理的一篇相關(guān)論文范文，歡迎閱讀參考。
隨著社會(huì)發(fā)展以及人們生活水平的提高，越來(lái)越重視建筑室內(nèi)環(huán)境舒適程度，但是，現(xiàn)階段，能源利用效率還不是很高，存在一定浪費(fèi)問(wèn)題。怎樣更加合理的存儲(chǔ)和利用能源，成為未來(lái)發(fā)展的重點(diǎn)。相變儲(chǔ)能建筑材料屬于新型建筑材料，具有一定的應(yīng)用前景。在建筑節(jié)能中應(yīng)用相變儲(chǔ)能材料，能夠達(dá)到降耗節(jié)能的目的。
1相變儲(chǔ)能材料基本內(nèi)涵
1.1相變儲(chǔ)能建筑材料
相變儲(chǔ)能材料實(shí)際上是溫度在一定范圍內(nèi)，利用建筑材料自身的結(jié)構(gòu)或者相態(tài)變化，來(lái)激發(fā)潛熱性能，在改變環(huán)境溫度的時(shí)候，從外部環(huán)境中釋放和存儲(chǔ)熱量，從而達(dá)到保溫作用熱功能復(fù)合材料，簡(jiǎn)稱(chēng)為PCM.通過(guò)這種材料的相變潛熱性能來(lái)達(dá)到利用和存儲(chǔ)能量的目的，對(duì)于研究和發(fā)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保材料具有很大作用，是近幾年和未來(lái)能源發(fā)展和利用方面的主要方向。
1.2相變儲(chǔ)能建筑材料特點(diǎn)
依據(jù)存儲(chǔ)能量的特點(diǎn)可以分為兩種，儲(chǔ)熱材料和儲(chǔ)冷材料。依據(jù)存儲(chǔ)能量的方式可以分為三類(lèi)：化學(xué)反應(yīng)儲(chǔ)能、顯熱儲(chǔ)能、潛熱儲(chǔ)能。
化學(xué)反應(yīng)儲(chǔ)能由于技術(shù)比較復(fù)雜，因此不是十分適用。顯熱儲(chǔ)能由于具有不停變化的自身溫度，因此，不能合理控制溫度，沒(méi)有很大的實(shí)際運(yùn)用價(jià)值。但是，潛熱儲(chǔ)能不僅設(shè)計(jì)靈活、裝置簡(jiǎn)單、使用方便以及體積比較小，還具有比較高的儲(chǔ)能密度，能夠充分降低對(duì)于建筑的需求，以便于能夠非常靈活的運(yùn)用。所以，在上述儲(chǔ)能材料中，潛熱儲(chǔ)能擁有很大的發(fā)展空間和前景，同時(shí)也是最重要和應(yīng)用最廣泛的材料。
2相變儲(chǔ)能建筑材料的應(yīng)用技術(shù)
2.1相變蓄能?chē)o(hù)結(jié)構(gòu)材料制作方法
在建筑施工中應(yīng)用相變材料，制作成相變儲(chǔ)能維護(hù)結(jié)構(gòu)主要包括三種方法：第一，浸泡法。也就是說(shuō)利用浸泡的方式在建筑基體中融入相變材料，例如，混凝土試塊、石膏墻板等，主要特點(diǎn)就是工藝比較簡(jiǎn)單，方便于把傳統(tǒng)材料變?yōu)橄嘧儾牧�。第二，直接混合方式。也就是直接混合建筑材料和相變材料，例如，在半流�?dòng)性硅石細(xì)粉中加入相變材料，然后直接混入到建筑材料中，主要特點(diǎn)就是性質(zhì)均勻，工藝簡(jiǎn)單，比較容易形成各種大小和形狀的結(jié)構(gòu)，以便于符合各種需求。第三，摻加能量微球法。也就是說(shuō)利用納米復(fù)合技術(shù)或者微膠囊技術(shù)來(lái)把相變材料變?yōu)槟芰课⑶颍缓笤诮ㄖw中加入能量微球，從而得到相變儲(chǔ)能材料。
(1)建筑保溫隔熱材料中的應(yīng)用相變儲(chǔ)能材料。依據(jù)相變材料的原理，可以把相變材料加入到保溫隔熱材料中，以此形成節(jié)能高效的建筑隔熱保溫材料。在1996年的時(shí)候，德國(guó)萊比錫材料研究中心的人員在微膠囊中應(yīng)用相變材料，然后形成微囊型相變材料。在充分分析耐久性，有彈性、下輕質(zhì)纖維膜材料以及防震性能以后，需要在纖維膜材料中加入微膠囊相變材料，從而可以得到隔熱保溫建筑材料。經(jīng)過(guò)分析和研究以后可以發(fā)現(xiàn)，把40g微膠囊相變材料加入到每平米膜材料以后，綜合保溫性能可以適當(dāng)?shù)脑黾铀谋蹲笥?在每平米加入90g以后，能夠增加大約八倍的綜合保溫性能，所以，研究提出，在增加膜材料儲(chǔ)熱能力的時(shí)候，使用微膠囊相變材料，可以在一定程度上增加保溫性能，從而起到降低損耗、改變室內(nèi)建筑環(huán)境的目的。美國(guó)俄亥俄州戴頓大學(xué)在1999年的時(shí)候，成功研制出固液共晶相變材料應(yīng)用到建筑保溫中，溫度在23.3℃左右。現(xiàn)階段，我國(guó)武漢理工大學(xué)把少量相變材料運(yùn)用到隔熱保溫材料中，以此來(lái)形成隔熱保溫圍護(hù)材料，運(yùn)用到節(jié)能建筑外圍結(jié)構(gòu)上，這種相變材料的運(yùn)用不僅可以改變材料熱穩(wěn)定性，增加儲(chǔ)熱能力以及增加熱惰性，還不會(huì)在一定程度上影響和改變粘結(jié)能力、強(qiáng)度以及耐久性。節(jié)能建筑中的高效節(jié)能材料對(duì)于隔熱性能和保溫性能具有一定要求，想要保障具有一定的儲(chǔ)熱能力和保溫性能的主要關(guān)鍵就是在研究中不斷找到雙重作用的經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定以及可行的平衡點(diǎn)，以此形成的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)能夠充分符合實(shí)際需求。
(2)相變儲(chǔ)能混凝土的應(yīng)用。在大體積混凝土中運(yùn)用相變材料，能夠得到可以使用在大體積水工混凝土中的相變儲(chǔ)能混凝土。這種材料主要使用的就是等溫相變過(guò)程、儲(chǔ)能密度大的相變材料，基本基體為混凝土，加入相變材料的智能混凝土，研究能夠合理調(diào)節(jié)溫度功能的混凝土。在建筑節(jié)能中使用這種相變混凝土材料，相比較普通混凝土來(lái)說(shuō)，具有不可比擬的熱容。相變材料應(yīng)用到水泥混凝土中，能夠在堿性環(huán)境中保持穩(wěn)定，不會(huì)在一定程度上影響耐久性，以此作為外墻體材料，不僅無(wú)需在混凝土內(nèi)部使用相應(yīng)的冷卻水管來(lái)降低溫度，還可以很大程度迅速降低混凝土內(nèi)部溫度，對(duì)于室內(nèi)穩(wěn)定溫度具有很大作用，可以適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化工藝和改變熱舒適度，以便于能夠降低造價(jià)。
3未來(lái)相變儲(chǔ)能材料發(fā)展方向
在以后發(fā)展的過(guò)程中，相變儲(chǔ)能材料還處于研究和發(fā)展階段，今后主要方向發(fā)展主要有：第一，進(jìn)一步選擇一些更具有環(huán)保價(jià)值的材料，例如能夠再生的衍生物和脂肪酸，發(fā)展鋼架可以適應(yīng)相變焓、相變溫度以及在能夠長(zhǎng)期過(guò)程中具有穩(wěn)定化學(xué)性質(zhì)的材料，不斷改變導(dǎo)熱性。
第二，發(fā)展強(qiáng)化換熱方法，不斷更改換熱器結(jié)構(gòu)，把不同相變溫度的材料布置在熱流導(dǎo)體流動(dòng)方向。第三，分析相變材料的封裝材料和工藝，增加相變儲(chǔ)能材料的防火性、導(dǎo)熱性以及機(jī)械性能�？梢赃m當(dāng)?shù)慕Y(jié)合導(dǎo)熱系數(shù)比較高的復(fù)合材料，具有越高相變頻率，效果就越好。第四，分析實(shí)用性工程，模擬不同情況下墻體實(shí)際參數(shù)，計(jì)算出相應(yīng)的墻體儲(chǔ)熱效率，從而確保能夠得出不同墻體動(dòng)態(tài)特性找到經(jīng)濟(jì)合理的材料和溫度，有效降低成本，逐漸實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。
4結(jié)束語(yǔ)
總而言之，隨著城市化進(jìn)程的加快以及全球經(jīng)濟(jì)一體化的發(fā)展，人們對(duì)環(huán)境提出了更高的要求，不僅需要物質(zhì)文化，還需要精神文化，保證具有一定舒適度。在建筑中最關(guān)鍵的就是技能技術(shù)，相變儲(chǔ)能材料應(yīng)用到建筑節(jié)能中，能夠起到很好的節(jié)能降耗作用，促進(jìn)社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步。
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