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建筑節(jié)能新材料運(yùn)用新趨勢
閱讀：3634發(fā)布時(shí)間：2012-5-15
在建筑節(jié)能領(lǐng)域，隨著人們對居住環(huán)境的舒適度要求越來越高，建筑能耗大幅增高，造成能源消耗過快，用電量猛增。根據(jù)*公布的數(shù)據(jù)，建筑耗能占到整個(gè)社會耗能的近30%.面對極其嚴(yán)峻的耗電形勢，建筑節(jié)能成為國家進(jìn)行節(jié)能減排的重點(diǎn)關(guān)注領(lǐng)域。如何實(shí)現(xiàn)建筑更好的節(jié)能？
這需要新的節(jié)能技術(shù)和節(jié)能材料的出現(xiàn)和運(yùn)用，歐洲和北美的一些科研工作者將相變材料作為一種新的技術(shù)運(yùn)用到建筑節(jié)能中去。
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)。相變材料由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)或由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的過程稱為相變過程，這時(shí)相變材料將吸收或釋放大量的潛熱。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。正是相變材料的這種吸熱放熱現(xiàn)象，使得相變材料成為世界各國關(guān)注的熱點(diǎn)。
相變材料在建筑節(jié)能中應(yīng)用的原理為：相變材料發(fā)生相變時(shí)伴隨著相變熱的釋放與吸收，即在熱轉(zhuǎn)換過程中，相變材料中的冷負(fù)荷儲存在蓄能結(jié)構(gòu)中，隨著室外溫度的降低，儲存的熱量一部分釋放到室外，從而降低了建筑冷負(fù)荷；另一部分釋放到室內(nèi)，增加了晚間建筑的冷負(fù)荷。根據(jù)上述理論，以相變儲能結(jié)構(gòu)為例，將相變材料應(yīng)用到現(xiàn)有的建筑中，可以大大增加建筑結(jié)構(gòu)的儲熱能力，使用少量的材料就可以儲存大量的熱量。
由于相變儲能結(jié)構(gòu)的儲熱作用，建筑物室內(nèi)和室外之間的熱流波動被減弱、作用時(shí)間被延長，從而可以降低建筑物供暖、空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)負(fù)荷，達(dá)到節(jié)能的目的。德國柏林熱帶植物溫室采用了兩個(gè)塔狀通風(fēng)系統(tǒng)來維持室內(nèi)溫度恒定，在該通風(fēng)裝置中使用了熔點(diǎn)為25C相變儲能模塊作為一個(gè)儲存和釋放能量的過渡艙。
白天將溫室里的熱量儲存起來，晚間利用室外自然界的冷源將熱量置換出去，從而實(shí)現(xiàn)室內(nèi)的溫度恒定在25度。這是一個(gè)利用相變材料實(shí)現(xiàn)替代空調(diào)實(shí)現(xiàn)節(jié)能的一個(gè)成功例子。國外由于人們的節(jié)能環(huán)保意識和環(huán)保要求比國內(nèi)要強(qiáng)些，相變材料在建筑上的實(shí)際運(yùn)用也比較廣泛，已形成了一條完整的產(chǎn)業(yè)鏈。上游以美國的杜邦、德國的Rubitherm等主導(dǎo)，下游為各種建材生產(chǎn)商和普通用戶。反觀國內(nèi)相變材料的開發(fā)和運(yùn)用比較晚，在建筑上的運(yùn)用就更遲一些。但據(jù)大的相變材料生產(chǎn)商北京廣域科技總甄軼介紹，“隨著政府對節(jié)能減排的重視和社會對建筑領(lǐng)域節(jié)能的日益關(guān)注，相變材料在建筑領(lǐng)域的運(yùn)用會迎來一個(gè)快速發(fā)展期。”
總之，在構(gòu)建節(jié)約型社會和創(chuàng)建環(huán)境文明的宏觀政策下，新型建筑材料將逐步取代能源消耗多、環(huán)境污染大、重質(zhì)建筑材料。隨著高層建筑的發(fā)展，工程上對新型輕質(zhì)建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)的要求越來越高，對建筑節(jié)能也將日益重視，這些都必將極大地促進(jìn)相變儲能復(fù)合材料的發(fā)展。
這需要新的節(jié)能技術(shù)和節(jié)能材料的出現(xiàn)和運(yùn)用，歐洲和北美的一些科研工作者將相變材料作為一種新的技術(shù)運(yùn)用到建筑節(jié)能中去。
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)。相變材料由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)或由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的過程稱為相變過程，這時(shí)相變材料將吸收或釋放大量的潛熱。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。正是相變材料的這種吸熱放熱現(xiàn)象，使得相變材料成為世界各國關(guān)注的熱點(diǎn)。
相變材料在建筑節(jié)能中應(yīng)用的原理為：相變材料發(fā)生相變時(shí)伴隨著相變熱的釋放與吸收，即在熱轉(zhuǎn)換過程中，相變材料中的冷負(fù)荷儲存在蓄能結(jié)構(gòu)中，隨著室外溫度的降低，儲存的熱量一部分釋放到室外，從而降低了建筑冷負(fù)荷；另一部分釋放到室內(nèi)，增加了晚間建筑的冷負(fù)荷。根據(jù)上述理論，以相變儲能結(jié)構(gòu)為例，將相變材料應(yīng)用到現(xiàn)有的建筑中，可以大大增加建筑結(jié)構(gòu)的儲熱能力，使用少量的材料就可以儲存大量的熱量。
由于相變儲能結(jié)構(gòu)的儲熱作用，建筑物室內(nèi)和室外之間的熱流波動被減弱、作用時(shí)間被延長，從而可以降低建筑物供暖、空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)負(fù)荷，達(dá)到節(jié)能的目的。德國柏林熱帶植物溫室采用了兩個(gè)塔狀通風(fēng)系統(tǒng)來維持室內(nèi)溫度恒定，在該通風(fēng)裝置中使用了熔點(diǎn)為25C相變儲能模塊作為一個(gè)儲存和釋放能量的過渡艙。
白天將溫室里的熱量儲存起來，晚間利用室外自然界的冷源將熱量置換出去，從而實(shí)現(xiàn)室內(nèi)的溫度恒定在25度。這是一個(gè)利用相變材料實(shí)現(xiàn)替代空調(diào)實(shí)現(xiàn)節(jié)能的一個(gè)成功例子。國外由于人們的節(jié)能環(huán)保意識和環(huán)保要求比國內(nèi)要強(qiáng)些，相變材料在建筑上的實(shí)際運(yùn)用也比較廣泛，已形成了一條完整的產(chǎn)業(yè)鏈。上游以美國的杜邦、德國的Rubitherm等主導(dǎo)，下游為各種建材生產(chǎn)商和普通用戶。反觀國內(nèi)相變材料的開發(fā)和運(yùn)用比較晚，在建筑上的運(yùn)用就更遲一些。但據(jù)大的相變材料生產(chǎn)商北京廣域科技總甄軼介紹，“隨著政府對節(jié)能減排的重視和社會對建筑領(lǐng)域節(jié)能的日益關(guān)注，相變材料在建筑領(lǐng)域的運(yùn)用會迎來一個(gè)快速發(fā)展期。”
總之，在構(gòu)建節(jié)約型社會和創(chuàng)建環(huán)境文明的宏觀政策下，新型建筑材料將逐步取代能源消耗多、環(huán)境污染大、重質(zhì)建筑材料。隨著高層建筑的發(fā)展，工程上對新型輕質(zhì)建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)的要求越來越高，對建筑節(jié)能也將日益重視，這些都必將極大地促進(jìn)相變儲能復(fù)合材料的發(fā)展。
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