建筑節(jié)能用相變材料現(xiàn)狀及展望

針對近年來建筑節(jié)能相變材料的研究現(xiàn)狀,綜述了相變材料儲能特點,評述了相變材料分類及選用原則,重點綜述了建筑節(jié)能相變材料應用成果,包括:相變蓄能圍護結(jié)構(gòu)和空調(diào)-相變儲能系統(tǒng),同時指出了相變儲能控溫材料研究內(nèi)容和相變儲能建筑材料發(fā)展方向.為節(jié)能材料的進一步發(fā)展提供了理論上、方法上的指導,并且對于緩解能源緊張狀況、保護環(huán)境和提供舒適健康的生活環(huán)境有著積極的意義.

相變材料(phasechangematerials,簡稱pcm)是指隨溫度變化而改變形態(tài)并能提供潛熱的物質(zhì).相變材料具有在一定溫度范圍內(nèi)改變其物理狀態(tài)的能力.正是在相變過程中的吸熱放熱現(xiàn)象,使得相變材料應用于建筑,可以提高建筑物熱容量,充分利用太陽能和夜間低價電能從而提高建筑節(jié)能及室內(nèi)舒適度,從而成為近年來材料科學和節(jié)能技術(shù)中的一個前沿研究方向.

在能源緊張的當今時代；能耗巨頭領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)節(jié)能一直是人們廣泛關(guān)注的問題；也是節(jié)能領(lǐng)域的研究重點；建筑行業(yè)在經(jīng)濟快速發(fā)展的今天；能耗相對較高；而變相材料的使用無疑為建筑節(jié)能的實現(xiàn)創(chuàng)造了更多可能；為進一步推進變相材料在建筑領(lǐng)域的應用；提高建筑能源利用率；筆者詳細梳理了變相材料的性能及其在建筑節(jié)能領(lǐng)域的應用；厘清了相變材料對于建筑能耗降低的的重要作用；以供相關(guān)從業(yè)人員參考；

測試分析了有機脂肪酸二元復合相變材料在低共熔點質(zhì)量比下的dsc曲線.通過gambit軟件建立了含有相變材料的房屋內(nèi)壁結(jié)構(gòu),并與實際房屋結(jié)構(gòu)對比分析了相變材料在室內(nèi)環(huán)境溫度調(diào)節(jié)中的應用.結(jié)果表明：癸酸/月桂酸和癸酸/硬脂酸2種相變材料更適合應用于晝夜溫差較大的區(qū)域,而月桂酸/硬脂酸類的相變材料更適用于溫度較高區(qū)域;融入相變材料的膨脹珍珠巖具有更高的比熱容和更低的潛熱;當加入相變材料后模型室內(nèi)溫度場波動平緩,其內(nèi)壁與普通墻體的最大溫差為2.5℃,表明該相變材料具有較強的蓄熱能力.

介紹了相變材料,綜述了建筑用相變材料的優(yōu)選原則和常用應用形式,分析了建筑采用相變技術(shù)的節(jié)能效果,針對目前國內(nèi)建筑中應用相變技術(shù)存在的問題提出研究思路。

相變材料可以與傳統(tǒng)建材復合成具有蓄熱和調(diào)溫功能的新型建筑材料,它具有儲能密度大以及近似恒溫下的吸放熱等優(yōu)點,能有效維持室內(nèi)環(huán)境的舒適度,并降低建筑采暖制冷所需的能耗和費用。針對當前建筑節(jié)能的要點,指出相變儲能技術(shù)是實現(xiàn)建筑節(jié)能的重要措施。在此基礎(chǔ)上,總結(jié)了相變材料的分類、表征以及制備方法,分析了相變材料在建筑節(jié)能領(lǐng)域中的應用以及存在的問題。

我國在建筑領(lǐng)域推行綠色建筑；其中大量采用的各種新型建筑節(jié)能技術(shù)可以節(jié)約建筑在建造和使用過程中能源的消耗.對定形相變材料多孔吸附法、微膠囊法和浸泡法三種封裝方式進行綜述；對于定形相變材料在建筑節(jié)能領(lǐng)域的應用進行了介紹.

建筑用能是能源消耗的大戶,隨著建筑行業(yè)的迅速發(fā)展,節(jié)能越來越受到重視,而相變材料在建筑節(jié)能中的運用尤為重要。本文對相變材料的分類、選擇、使用方式及在建筑節(jié)能中的應用等進行了簡單地綜述,為相變材料在建筑節(jié)能工程中應用提供借鑒。

介紹了相變材料的主要性能,結(jié)合工業(yè)建筑的特點和基本要求,闡述了相變材料在工業(yè)建筑圍護結(jié)構(gòu)與采暖空調(diào)中的應用,并針對相變材料在實際應用中存在的問題,提出了相變材料的研究方向.

在分析有機相變材料的分類和特點的基礎(chǔ)上,介紹了目前有機相變材料的制備方法和手段,從建筑節(jié)能材料和建筑蓄熱構(gòu)件兩方面綜述了近期國內(nèi)外有機相變材料建筑節(jié)能應用的研究現(xiàn)狀以及有機相變材料導熱系數(shù)的改善方法,展望了其在建筑節(jié)能領(lǐng)域的應用和開發(fā)前景。

測試分析了有機脂肪酸二元復合相變材料在低共熔點質(zhì)量比下的dsc曲線。通過gambit軟件建立了含有相變材料的房屋內(nèi)壁結(jié)構(gòu),并與實際房屋結(jié)構(gòu)對比分析了相變材料在室內(nèi)環(huán)境溫度調(diào)節(jié)中的應用。結(jié)果表明:癸酸/月桂酸和癸酸/硬脂酸2種相變材料更適合應用于晝夜溫差較大的區(qū)域,而月桂酸/硬脂酸類的相變材料更適用于溫度較高區(qū)域;融入相變材料的膨脹珍珠巖具有更高的比熱容和更低的潛熱;當加入相變材料后模型室內(nèi)溫度場波動平緩,其內(nèi)壁與普通墻體的最大溫差為2.5℃,表明該相變材料具有較強的蓄熱能力。

目前國家對建筑節(jié)能提出了較為嚴格的條件,通常需要民用建筑節(jié)能達到60%,傳統(tǒng)的建筑節(jié)能材料只具有保溫隔熱的效果,很難滿足節(jié)能的需求。因此開發(fā)新型的建筑節(jié)能產(chǎn)品成為研究的熱點。根據(jù)國家對建筑節(jié)能據(jù)統(tǒng)計,我國現(xiàn)有建筑430億m2,另外每年新增建筑20億m2左右,目前我國建筑

相變材料,是一種節(jié)能材料,在實際應用期間,具有一定優(yōu)勢,有利于應用在建筑節(jié)能中,減少各類原材料的應用,降低建筑施工成本.箱變材料可以儲存各類能量,并對各類能源再利用,因此,建筑節(jié)能施工中應用相變材料,具有重要意義.

在建筑節(jié)能中應用相變材料,能利用材料的性能使建筑具有節(jié)能的功能。本次研究說明了相變材料發(fā)展及在建筑節(jié)能工程中的應用。雖然相變材料的應用還存在種種問題,但是在建筑施工中人們會逐漸加大相變材料應用的范圍及比例,這是未來建筑施工技術(shù)發(fā)展的趨勢。。施工單位要結(jié)合施工項目的要求、施工成本、施工技術(shù)選擇適合的相變材料,應用材料優(yōu)化建筑施工的質(zhì)量。

本文系統(tǒng)回顧了相變儲能材料的歷史發(fā)展,總結(jié)了相變儲能材料在建材領(lǐng)域的應用研究現(xiàn)狀及相變材料的種類與特點,在此基礎(chǔ)上,系統(tǒng)分析討論了相變材料在建筑節(jié)能工程中應用存在的深層次問題,這些問題若得不到很好的解決將制約相變材料在建筑節(jié)能工程中的應用與發(fā)展,旨在這些問題能夠得到各界的高度重視,通力協(xié)作共同為這種新型的節(jié)能方式在建筑節(jié)能工程中發(fā)揮更大的作用奠定堅實的基礎(chǔ)。

相變材料具有高效的能量儲存功能,與建筑材料復合制成有蓄熱功能的新型節(jié)能建筑材料后,可應用在建筑結(jié)構(gòu)中,發(fā)揮相變蓄熱功能,控制建筑室內(nèi)溫度波動,增強建筑舒適度,更加有效地實現(xiàn)建筑節(jié)能.通過介紹相變蓄熱建筑材料在建筑上的應用現(xiàn)狀,對相變材料建筑節(jié)能效果進行實驗模擬,闡述借助數(shù)值模擬軟件和數(shù)學建模等手段進行數(shù)值模擬的研究方法和發(fā)展現(xiàn)狀,提出相變材料建筑節(jié)能應用效果的研究方法和研究內(nèi)容所存在的不足及發(fā)展?jié)摿?

為研究相變材料在公路建筑中的節(jié)能特性,通過模擬公路建筑所處的氣候環(huán)境,對不同組合形式、調(diào)溫速率和相變參量下的建筑試件節(jié)能保溫性能進行了試驗研究.同時,提出利用變溫法和節(jié)能效率值(k_0-k_1)/k_0×100%作為復合墻體節(jié)能保溫性能的評價指標.試驗結(jié)果表明:首先,墻體熱阻越大,導熱系數(shù)越低,其節(jié)能效果越高,當保溫層熱阻為0.67m~2k/w時,墻體節(jié)能效率最優(yōu);其次,相變材料摻量與墻體節(jié)能保溫性能呈高度正相關(guān)特性;在墻體相變板參量為4kg/m~2,中間保溫層厚25mm,下部無機板厚25mm,調(diào)溫速率為1.2℃/h這一工況下,比基準墻體節(jié)能約37.5%,復合墻體節(jié)能效果最優(yōu).

對于經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，我們就要做到節(jié)約能源，減少浪費；降低污染排放量?，F(xiàn)如今，全球氣候變暖，積極的利用科學技術(shù)提高能源的可利用率，減少污染排放量已成為全球關(guān)注問題的焦點之一。因此，利用相變材料在建筑中的使用，可以電力緊張，取暖和降溫所耗用的費用高等問題，可以減少溫室氣體的排放。本文通過研究相變材料在建筑節(jié)能中應用的現(xiàn)狀分析，提出一些基本的建議，從而提高相變材料在建筑節(jié)能中的使用率。

本文主要綜述了變材料在建筑節(jié)能領(lǐng)域的運用研究情況，從四個方面進行了歸納和總結(jié)以期促進相變材料在建筑節(jié)能中的應用。

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