相變儲能材料在室內裝飾工程中的運用

胡 勇羅翠紅游 燕

（1、3作者單位：成都紡織高等?？茖W校，2作者單位：四川科技職業(yè)學院， 610000）

相變儲能材料在室內裝飾工程中的運用

胡 勇1羅翠紅2游 燕3

（1、3作者單位：成都紡織高等?？茖W校，2作者單位：四川科技職業(yè)學院， 610000）

隨著科學技術迅速發(fā)展，生產水平提高，高能耗、高污染、高排放等環(huán)境問題也隨之而來，生態(tài)環(huán)境污染已愈加嚴重，怎樣讓發(fā)展和環(huán)境保護相平衡，低碳經濟開始慢慢走進人們的視線。相變儲能材料作為低碳經濟里一種有代表性的節(jié)能低耗材料，已漸漸開始展露頭角。在建筑節(jié)能領域，相變儲能材料的應用已有先例，在室內裝飾工程方面，應用還甚少。研究相變儲能材料在室內裝修領域中的運用，有助于建筑大環(huán)境節(jié)能減排，達到低碳、低耗、節(jié)能的目的。

相變儲能材料；室內裝飾工程；應用

相變儲能材料研究是從一場能源危機開始的，這場能源危機使人們意識到必須研究一種既節(jié)能又低耗的新型產品。1982年，美國的太陽能能源公司發(fā)起了這項研究，并且在國外迅速的發(fā)展起來。二十世紀九十年代人們開始研究脂肪酸及其衍生物的性質、特性和對周圍環(huán)境的影響。1999年，一種固液共晶的相變材料被研究出來了—固液共晶,它是在溫度高于某一溫度時，材料液化并吸收能量；低于這一溫度時該材料出現晶體結晶。把它的這一特性利用在墻板中，可以使室溫保持在合適的區(qū)域內。[1]國內相變儲能材料研究起步較晚，研究限定于屋頂及建筑外墻角度較多，對于相變儲能材料的室內運用研究較少。

1. 相變儲能材料的特性

相變材料的產生和發(fā)現豐富了人們生產生活材料的多樣性。相變儲能材料作為一種節(jié)能低碳、低能耗的材料，已被應用在建筑節(jié)能的領域中。在裝飾材料中應用比較多的是，相變儲能材料的固液相變形式。[2]它的物理性質就是隨著周圍環(huán)境溫度的變化融化或者凝固，當周圍溫度高于它的熔點就融化吸收熱量，周圍溫度低于它的凝固點就凝固釋放熱量，用科學的術語講叫做相變。相變儲能材料釋放潛熱的過程中，材料本身的溫度變化是不大的。相變儲能材料的特殊性有：

儲能密度大：同樣大小的普通材料和相變材料相比，相變材料在環(huán)境溫度高時儲存的熱量，比普通材料儲存的熱量明顯高很多。

相變潛能大：相變儲能材料很小的體積攜帶了很多的熱量，與普通材料相比，同樣攜帶那么多的熱量，體積明顯比普通材料要輕巧。

蓄熱系數大：一般的相變儲能材料的蓄熱時間為五個小時，例如，夏天早七點的室外溫度會在中午十二點時傳達到室內，這時室外酷暑難耐，室內溫度因為相變儲能材料的溫度延遲舒適愜意，此時室外十二點的溫度將被相變儲能材料儲藏起來，等到下午五點時被釋放，減少了空調的工作量和耗電量，節(jié)約了能源，轉移了電力峰值負荷。

相變儲能材料可以調節(jié)室內溫度：例如在相變儲能材料的調節(jié)下，室溫會經過相變儲能材料的調節(jié)，室內溫度就很舒適宜居了。

2、 相變儲能材料的分類

儲能材料按照蓄熱方式的不同可以分為好多類，有通過化學反應來儲存能量的；有操作簡單方便的顯熱儲能；還有叫做相變儲能材料的潛熱儲能。[3]三者中化學反應儲能操作工藝復雜，很難應用到日常生活中，現只適用于高科技的太陽能領域。顯熱儲能的誘因完全來自周圍的環(huán)境，會隨周圍環(huán)境溫度變化而變化，很難達到控制環(huán)境溫度的目的，而且體積也很大，不方便應用。潛能材料可以根據環(huán)境溫度變化來釋放或者吸收熱量，所以被廣泛的應用在建筑材料里，調節(jié)人們住宅環(huán)境，從而達到節(jié)能減排的目的。相變儲能材料根據相變狀態(tài)又可以細分為由固態(tài)到氣態(tài)相變，由液態(tài)到固態(tài)相變，相比較而言這兩種因為都有氣體參與，儲備量很大容易占用設備，一般很少應用；還有固態(tài)到液態(tài)相變、固態(tài)到固態(tài)相變，這兩種狀態(tài)的相變方式是現在研究的重點。[6]

3、 相變儲能材料在裝飾工程的應用范圍

3.1 利用其自身熱時吸收周圍熱量，冷時釋放熱量的相變特性，在采暖空調里應用?？?/p>

以調節(jié)高峰時間的負荷差，降低電量消耗，因為相變材料的蓄熱能很大，所以利用其材料優(yōu)勢就可以平衡室內的溫度。

3.2 相變儲能材料優(yōu)異的潛熱性還可以應用在室內的墻體里。使用時又分為僅單面內墻

使用和雙面內墻都使用這兩種情況。不管單面使用還是雙面使用，其工作原理都是一樣的。冬天冷的時候它可以把吸收的熱能釋放出去，夏天相變儲能材料能吸收熱量，來調節(jié)室內溫度使其不會太高，減少了溫度的波動，從而實現了民居冬暖夏涼的效果。相變儲能材料還節(jié)約了加溫、制冷過程中所消耗的電能和化石能。

3.3 相變儲能還能應用在其它方面，用相變儲能材料做成的板材來裝修，就可以達到調節(jié)室內溫度的效果。因為在板材是裝修工程中應用最多的材料，一般家庭都比較偏愛。各種含有相變儲能材料的板材可以用來做屋頂造型、電視背景墻造型、沙發(fā)背景墻造型等。把它們使用在不同的地方，可以調節(jié)室溫、節(jié)省電能、減少二氧化碳排放，達到低碳環(huán)保的目的。

3.4 相變儲能材料還可以應用在屋頂，通過夜間釋放熱量來代替空調加熱，這是來自美國麻省理工學院的一個實驗，但是這個思維完全可以用在建筑中閣樓的應用?，F在閣樓一般冬冷夏熱，相變儲能材料的應用就可以改變這一現狀，使用一個能反射太陽光的百合折頁窗簾來將白天的太陽光反射到含有相變儲能材料的屋頂上，利用其潛熱性，白天吸收熱能相變?yōu)橐后w，夜晚釋放熱能相變?yōu)楣腆w，平均溫度就可以保持不變。

3.5 把相變儲能材料通過微縮膠囊的方法制作地板加熱系統(tǒng)，當溫度高時相變儲能材料吸收熱量，利用其相變的特性，溫度低時就可以釋放熱量。原來冷冰冰的地板就能達到平衡室溫，增強蓄熱，減小波動的目的。

3.6 相變儲能材料變身為百葉窗簾，在門窗等不易儲存溫度的地方應用，可以將夏天室外的熱能吸收，冬天又釋放熱能來對抗嚴寒，完美解決了門窗熱量散失的問題。窗簾是由三層織物制作而成，相變儲能材料在中間，既保證了材料的堅韌，又能充分發(fā)揮材料的特殊性能。同時門窗材質也可以選用斷橋鋁材料制作加強效果。

3.7 由相變儲能材料制作的墻布和壁紙也可以調節(jié)室溫，其制作工藝和窗簾的制作工藝差不多：都是由貼近墻面的隔熱層；含有相變材料的泡沫組織作為墻布的中間層，壁紙中間層則是由含有相變組織的纖維層組成；最外面都是由顏色艷麗、圖案新穎的紡織物覆面，紡織物內的小孔可以方便相變儲能材料吸熱放熱。[4]

3.8 相變儲能材料與裝飾涂料或者砂漿融合。裝飾涂料是一種涂于建筑構建表面的具有裝飾功能或者保護性功能的材料，具有連續(xù)成膜的特性。用多孔材料吸附法把超細相變儲能材料和普通涂料復合而成，或者用微膠囊法一起制作，用作室內裝飾工程的墻面工程，可以調節(jié)室內溫度，節(jié)約室內能源的消耗。相變儲能材料通過微縮膠囊法與裝飾砂漿融合可以用作飾面裝飾材料。[5]

4、 結語

相變儲能材料利用自身的特殊性質，來釋放或者吸收外界環(huán)境的高熱能，從而達到調節(jié)室內溫度、節(jié)約能源消耗的目的。相變儲能材料因其優(yōu)越的環(huán)保特性，在建筑節(jié)能領域已有應用，也正在一步步的繼續(xù)貼近人們的日常生活，相變材料的發(fā)現、發(fā)展和應用給環(huán)境保護帶來了福音，不需要再浪費那么多的資源、消耗大量的能源，減輕了二氧化碳等溫室氣體的排放。隨著科技的發(fā)展，相變儲能材料會在更多的領域應用，相變技術會越來越先進，為低碳環(huán)保做更多的貢獻。

[1]許勝利.低碳經濟模式下相變儲能裝飾材料在裝飾工程中的應用研究[D].2012

[2]王磊;熊軍.相變儲能材料在建筑節(jié)能中的應用研究[J].建材世界.2010(3)

[3]鐘開紅.相變儲能材料在建筑節(jié)能中的應用綜述[J].廣州建筑.2006(2)

[4]王沁芳;張超輝;楊江金.相變儲能材料在節(jié)能建筑中的應用[J].建筑應用.2009(1)

[5]張建武;朱建平;管學茂;宋纖纖.相變儲能材料在建筑領域的應用[J].化工新型材料.2013(10)

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1007-6344（2015）10-0146-01

胡勇，1982-，資陽人，碩士，講師，任教于成都紡織高等?？茖W校建筑學院，研究方向：室內與景觀設計羅翠紅，1986-，北京人，碩士，講師，任教于四川科技職業(yè)學院，研究方向：項目管理與商務英語游燕，1977-，廣西人，碩士，講師，任教于成都紡織高等?？茖W校建筑學院，研究方向：環(huán)境藝術設計