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建筑节能在相变材料中的作用

发布时间:2018-04-03  | 浏览:

  现如今,随着建筑业的不断发展,人们的生活水平不断地提升,人们对衣食住行都有了相当高的要求,尤其是针对住这方面。人们更加关注这个建筑设计,环境是否舒适,建筑节能方面是否有新的功能,随之建筑物整体的一些设计一些功能人们都比较重视。而建筑节能在相变材料中有何作用呢?本文便详细的介绍了这块儿内容。以供参考。

  [关键词]相变材料;建筑节能;保温

建筑设计管理

  建筑节能主要是指在建筑物建造及使用过程中,在满足同等需求或达到相同目的的情况下,尽可能降低能耗。通常情况下,建筑物使用能耗往往大幅度超出建筑物建造能耗。因此,降低建筑物使用能耗便成为了建筑节能所关注的重点内容[1]。近年来,我国建筑节能减排事业发展较快,在新型节能型建筑墙体、建筑物表面控温材料等技术领域均取得了一定突破。

  1相变材料节能原理分析

  相变材料特点是随着环境温度的变化而发生相应的变化,并提供潜热。相变材料可有效吸收环境当中热量,在需要热量时又可将这部分热量向外部释放,让环境温度维持在相对稳定的范围内。相变材料本身并不会产生温度,但其吸收和释放的能量却相当惊人。

  2各类相变材料特点分析

  2.1固-液相变材料

  固-液相变材料主要分为以下几类[1]:(1)无机类。无机类固-液相变材料又包括熔融盐类、结晶水合盐类、金属及合金类。其中结晶水合盐类具有一定代表性,如十水硫酸钠、六水氯化镁等均具备了固定的熔点及较大的溶解热。结晶水合盐多为中性,导热系数较大,且成本低廉。2)有机类。有机类固-液相变材料固体成型相对理想,一般不会出现相分离或过冷才能结晶的现象,性能较为稳定。但有机类固-液相变材料导热系数相对较低,且熔点不高。如果在高温环境下使用容易出现挥发,甚至会出现燃烧、爆炸的情况。

  2.2固-固相变储能材料

  固-固相变储能材料可利用材料晶型转换实现储能与释放能量。在相变过程中固-固相变储能材料体积变化相对较小,不会出现泄漏,使用寿命相对较长。固-固相变储能材料主要涵盖以下几类[2]:(1)无机盐类。该类相变材料可通过不同类型晶型变化进行吸热、放热,在高温环境中具有良好的适用性。(2)多元醇类。此类相变材料包括新戊二醇、二羟甲基氨基甲烷等。这类相变材料原理与无机盐类相似,主要是通过晶型间转变实现放热或吸热。

  3相变材料在建筑节能当中的具体应用

  3.1相变材料在储能地板中的应用

  在建筑物储热或储冷当中,储能地板发挥了较为重要的作用。地板表面覆盖物及厚度会对地板层温度分布及能量消耗产生直接影响。相关研究表明,将定形相变材料作为地板材料可获得较好的储能效果。利用该地板能够有效降低由于室内电加热系统启停而造成的室内温度波动,室内平均辐射温度会有一定幅度上升,可改善室内采暖舒适度,并获得良好的节能效果。

  有学者认为由于相变材料能够在较小的温度范围内进行潜热存储,所以可在地板电加热系统当中将以相变材料代替普通混凝土材料。这样有利于提升内部环境的舒适性,也可让地板电加热系统适应多种气候条件,能够根据气候条件的不同进行调节。还有学者以二氧化硅为载体,通过溶胶、凝胶法制备出复合型相变材料。将其作为填充层材料不仅能够改善建筑内部温度环境,也可有效控制地板采暖系统的厚度与荷载。

  3.2相变材料在保温隔热材料中的应用

  保温隔热层是实现建筑节能的基础。将相变材料按照一定比例掺入到保温隔热材料当中,保温隔热层可实现高效建筑节能。一些研究当中将由多孔介质与有机相变物质制得的复合型颗粒装相变材料加入到保温隔热材料中,不仅能够获得较好的相变储能功能,材料的稳定性与耐久性也有所上升,可获得较好的综合效益。另外,将含有相变材料的石膏板替代传统石膏板,能够让墙板获得被动太阳供暖及冷却效果,可有效提升单位体积储能总量,防止建筑物温度出现剧烈波动。

  总之,在建筑功能愈来愈丰富的情况下,建筑能耗也变得愈来愈高。相变材料为建筑节能提供了良好的技术支持。将相变材料置入地板、保温隔层以及混凝土当中,能够发挥储能、释能的作用,不仅能够增加室内环境舒适性,还能够降低建筑供热、制冷设备能耗,达到节能目的。

  【参考文献】

  [1]夏琳,董莪,刘杰胜.相变材料在建筑节能中的应用及其研究进展[J].砖瓦,2014(07):28-30.

  [2]林道光.相变蓄能材料在建筑节能领域的应用研究[J].建筑节能,2016,44(09):45-49.

  作者:孙颖嘉 单位:青岛第九中学

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