雙層定型相變墻體在我國典型氣候區(qū)的節(jié)能潛力研究

劉福利，朱　娜，胡平放，柳鵬鵬，雷　飛（華中科技大學(xué)，湖北武漢433300）

雙層定型相變墻體在我國典型氣候區(qū)的節(jié)能潛力研究

劉福利，朱娜，胡平放，柳鵬鵬，雷飛
（華中科技大學(xué)，湖北武漢433300）

雙層定型相變墻體中間為普通墻體，外側(cè)為相變溫度較高的相變層，在夏季起“隔熱”作用，內(nèi)側(cè)為相變溫度較低的相變層，在冬季起“保溫”作用。該結(jié)構(gòu)可在全年改善建筑室內(nèi)熱環(huán)境，降低建筑運(yùn)行負(fù)荷。重點(diǎn)研究此結(jié)構(gòu)在我國5個(gè)典型氣候區(qū)的節(jié)能潛力。選取各氣候區(qū)典型城市的氣象數(shù)據(jù)作為模擬條件，對(duì)比相變房間與普通房間的模擬結(jié)果，分析定型相變墻體在各典型氣候區(qū)的適用性，同時(shí)得出節(jié)能潛力最大時(shí)對(duì)應(yīng)的定型相變材料厚度及相變溫度參考值，為該結(jié)構(gòu)的推廣應(yīng)用提供參考。

雙層定型相變墻體；典型氣候區(qū)；相變層厚度；相變溫度；節(jié)能潛力

0　引言

隨著全球經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，能源消耗率一直是有增無減，其中建筑能耗占總能耗的19.7%［1］，具有非常大的節(jié)能潛力。隨著人們對(duì)建筑空間熱舒適性的要求越來越高，節(jié)能理念與舒適室內(nèi)環(huán)境之間的沖突也日趨尖銳，定型相變墻體技術(shù)正是在這一大環(huán)境下而逐漸成為目前的研究熱點(diǎn)。該技術(shù)主要利用定型相變材料（shape-stabilized phase change material，SSPCM）的高蓄能密度特性，以及相變過程保持固態(tài)的特性，將其制成相變材料板貼附于建筑外墻表面，降低建筑運(yùn)行能耗，減少室內(nèi)溫度波動(dòng)，提高室內(nèi)熱舒適性。

國外對(duì)相變材料應(yīng)用研究起步較早。Pasupathy和Velraj［2］將雙層定型相變材料應(yīng)用于屋頂，并對(duì)其進(jìn)行了全年工況的模擬分析，發(fā)現(xiàn)這種復(fù)合屋頂可適用于全年，且能極大地減緩室內(nèi)溫度波動(dòng)。Bogdan等［3］對(duì)應(yīng)用雙層定型相變墻體的房間做了全年能耗分析，其中外層相變材料主要工作于夏季，可降低全年冷負(fù)荷1%，內(nèi)層相變材料主要工作于冬季，可降低全年熱負(fù)荷12.8%，同時(shí)指出，若對(duì)相變溫度及其它參數(shù)做進(jìn)一步優(yōu)化，則可實(shí)現(xiàn)更高的節(jié)能率。Izquierdo-Barrientos等［4］通過建立一維穩(wěn)態(tài)傳熱模型進(jìn)行分析提出，合適的相變溫度可減少通過外墻的傳熱量，從而可降低室內(nèi)空調(diào)或供暖負(fù)荷，該溫度與PCM層所在位置、朝向以及氣候條件等因素有關(guān)，對(duì)于冬季工況，最優(yōu)相變溫度約高于室內(nèi)平均溫度1～3℃。

目前國內(nèi)關(guān)于相變材料在建筑節(jié)能方面的應(yīng)用也有了諸多的研究。林坤平等［5-6］利用“累計(jì)日室內(nèi)溫度不舒適度Idct”和“累計(jì)日室內(nèi)綜合溫度不舒適度Idc”2個(gè)指標(biāo)對(duì)相變墻建筑在我國夏季不同氣候條件下的應(yīng)用效果進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)論指出夏季室外平均溫度低于25℃的地區(qū)，相變墻建筑的應(yīng)用效果較好；夏季室外平均溫度高于25℃的地區(qū)，相變墻建筑不能解決熱舒適問題，但可進(jìn)一步探索結(jié)合空調(diào)降低室內(nèi)供冷負(fù)荷的問題。

柴國榮［7］基于Ansys軟件建立了混凝土外墻外貼定型相變材料板的模型，分析相變材料厚度為10 mm和20 mm，相變溫度為27℃和30℃的4種組合情況下相變墻體的節(jié)能效果。結(jié)論指出，相變材料厚度的增加，更能降低室內(nèi)熱負(fù)荷，而相變溫度的小幅度變化對(duì)節(jié)能效果影響不大，但并不意味著設(shè)計(jì)時(shí)可隨意選擇不同溫度的材料，對(duì)此應(yīng)有更加深入的研究。

黃璟瑜［8］研究了相變材料應(yīng)用于夏季不同氣候區(qū)建筑的適宜性，主要針對(duì)寒冷地區(qū)（北京），夏熱冬冷地區(qū)（上海）及夏熱冬暖地區(qū)（廣州）做了探討，其將相變材料貼附于各個(gè)朝向墻體的內(nèi)側(cè)。結(jié)論指出，以室內(nèi)“不舒適度時(shí)數(shù)值DDHs”作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，最優(yōu)相變中值溫度稍高于或等于相變材料應(yīng)用時(shí)段平均室內(nèi)溫度時(shí)，相變潛熱最大，同時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)維持在0.6～1 W/（m·K）時(shí)效果最好。

已有的研究表明將定型相變材料應(yīng)用于建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，確實(shí)可改善室內(nèi)的熱舒適性，降低建筑運(yùn)行能耗，但這些研究基本都是針對(duì)單層相變材料或是指定工況條件的，而將雙層定型相變材料應(yīng)用于建筑外墻時(shí)全年的建筑運(yùn)行能耗及室內(nèi)熱舒適性分析的研究很少。因此，研究不同氣象條件下雙層定型相變材料在建筑中的節(jié)能潛力更具有實(shí)際意義。本研究基于TRNSYS軟件建立了某相變辦公房間及普通辦公房間的非穩(wěn)態(tài)傳熱模型，在相變辦公房間南外墻固定雙層定型相變材料墻板，而普通辦公房間無相變墻板，其它圍護(hù)結(jié)構(gòu)與相變房間完全一樣。分別選取我國5個(gè)主要?dú)夂騾^(qū)典型城市的氣象數(shù)據(jù)作為模擬條件，以普通房間作為參考比較基準(zhǔn)，分析相變房間的適用性及節(jié)能潛力，同時(shí)給出合理的相變溫度以及相變層厚度參考值。

1　物理模型

本研究建立了2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的5 m×4 m×3 m（長(zhǎng)×寬×高）房間模型，四面墻體及屋頂均為外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，相變房間在建筑南外墻內(nèi)外側(cè)表面分別貼附定型相變材料板，其中外層相變板Layer1相變溫度較高，主要工作于夏季，內(nèi)層相變板Layer2相變溫度較低，主要工作于冬季，中間層為普通墻體Layer3［9］。墻體的熱物性參數(shù)見表1。

表1　建筑物材料熱物性參數(shù)

根據(jù)ASHRAE規(guī)范［10］，墻體內(nèi)外側(cè)對(duì)流換熱系數(shù)分別?。篽室內(nèi)=8.3 W/（m2·K）和h室外=17 W/（m2·K）。

2　數(shù)學(xué)模型

為簡(jiǎn)化分析做出如下假設(shè)：（1）忽略墻體垂直方向傳熱，僅考慮水平方向傳熱；（2）墻體各層成分分布均勻，熱物性參數(shù)保持不變；（3）房間內(nèi)無其它熱擾，空氣分布均勻；（4）墻體各層層間間隙忽略；（5）相變材料相變過程發(fā)生在一個(gè)微小的溫度區(qū)間［11］，由于相變潛熱的影響，考慮該過程存在一個(gè)等效熱容，見式（1）：

式中：Cpl——融化狀態(tài)比熱容，J（/kg·K）；

Cps——凝固狀態(tài)比熱容，J（/kg·K）；

r——潛熱，kJ/kg；

t——溫度，℃。

相變墻體結(jié)構(gòu)的傳熱分析如式（2）～（14）所示。

全年冷/熱負(fù)荷可由如下公式計(jì)算：

式（2）～式（15）中：ρ——密度，kg/m3；H——焓，J/kg；τ——時(shí)間，s；k——導(dǎo)熱系數(shù)，W/（m·K）；x——坐標(biāo)，m；q——熱流量，W；A——面積，m2；δ——相變材料厚度，m；α——熱擴(kuò)散率，m2/s；P——功率，W；Q——能耗，J。

3　氣象數(shù)據(jù)的確定

本研究重點(diǎn)選取了我國5個(gè)典型氣象區(qū)代表城市的氣象數(shù)據(jù)用于模擬，分別是哈爾濱（嚴(yán)寒地區(qū)）、北京（寒冷地區(qū)）、武漢（夏熱冬冷地區(qū)）、廣州（夏熱冬暖地區(qū)）和昆明（溫和地區(qū)）。模擬辦公房間的使用時(shí)間為7：00～18：00，對(duì)于冬夏季工況需要開啟空調(diào)的城市，模擬中提供分體式空調(diào)制冷或供暖，分析相變墻體節(jié)能效果；對(duì)于部分城市冬夏季無需供冷或供暖的情況，則模擬中將空調(diào)關(guān)閉，分析室內(nèi)空氣得熱或散熱量。關(guān)于模擬過程中各城市冬夏季是否開啟空調(diào)，結(jié)合我國各主要?dú)夂騾^(qū)冬夏季的氣象特征，設(shè)置空調(diào)開啟原則如表2所示。此外，建筑模擬能耗不僅取決于冷熱耗量指標(biāo)，還取決于采暖空調(diào)期時(shí)間的設(shè)定。結(jié)合采暖期與空調(diào)期的確定原則［12］，表2同時(shí)給出了各氣象區(qū)典型城市冬夏季模擬時(shí)間。

表2　各典型城市冬夏季空調(diào)開啟原則

對(duì)于使用空調(diào)的氣候區(qū)，夏季供冷室內(nèi)設(shè)定溫度為26℃，冬季供暖室內(nèi)設(shè)定溫度為18℃，同時(shí)保證空調(diào)功率完全滿足室內(nèi)負(fù)荷需求。

4　各典型城市模擬結(jié)果與分析

本文氣象數(shù)據(jù)采用Meteonorm軟件生成的數(shù)據(jù)文件。由于雙層定型相變墻體外側(cè)相變層相變溫度較高，工作于夏季，內(nèi)側(cè)相變層相變溫度較低，工作于冬季，故進(jìn)行夏季工況模擬時(shí)，內(nèi)層相變材料未發(fā)生相變，與普通墻體材料類似；當(dāng)進(jìn)行冬季工況模擬時(shí)，外層相變材料未發(fā)生相變，與普通墻體材料類似。增加相變材料厚度可增大相變墻體蓄熱量，但過大增加其厚度會(huì)導(dǎo)致相變不完全，使節(jié)能效果提升不理想，基于之前的驗(yàn)證分析，相變材料厚度取30～50 mm時(shí)效果較好。因此，在進(jìn)行夏季工況模擬時(shí)，內(nèi)側(cè)相變材料無需考慮相變溫度，固定其厚度為30 mm，外側(cè)相變材料厚度按30、40和50 mm分別取值模擬分析；在進(jìn)行冬季工況模擬時(shí)，固定外側(cè)相變材料厚度為30 mm，內(nèi)側(cè)相變材料厚度按30、40和50 mm分別取值模擬分析。相變溫度以1℃為梯度進(jìn)行模擬，以融化溫度為標(biāo)記，得出節(jié)能潛力最優(yōu)的相變溫度。

4.1哈爾濱地區(qū)模擬計(jì)算結(jié)果

哈爾濱位于嚴(yán)寒氣候區(qū)，對(duì)于冬季，分析不同相變層厚度以及相變溫度下的供暖能耗，將其與普通房間能耗作對(duì)比，得到節(jié)能百分率。通過模擬可分析得到全年總熱負(fù)荷隨相變溫度的變化，同時(shí)內(nèi)層相變材料厚度不同，年最低總熱負(fù)荷及對(duì)應(yīng)的最佳相變溫度也不盡相同，圖1為哈爾濱地區(qū)不同相變層厚度條件下全年總熱負(fù)荷隨相變溫度變化的曲線。

圖1　哈爾濱地區(qū)全年總熱負(fù)荷隨相變溫度變化曲線

由圖1可得，節(jié)能效果較好的內(nèi)層相變材料厚度為50 mm，年總熱負(fù)荷最低所對(duì)應(yīng)的相變溫度為18℃，與普通房間相比年熱負(fù)荷降低6.03%。

對(duì)于夏季，分析加入相變材料對(duì)房間內(nèi)表面?zhèn)魅胧覂?nèi)空氣熱量的影響，從而研究其改善室內(nèi)熱舒適性作用效果?？紤]房間的工作時(shí)間為7：00～18：00，在此僅取模擬結(jié)果中工作時(shí)段的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。房間內(nèi)表面與室內(nèi)空氣經(jīng)過熱輻射及熱對(duì)流形式傳遞熱量，白天工作時(shí)段內(nèi)房間內(nèi)表面溫度通常出現(xiàn)低于室內(nèi)空氣平均溫度的情況，加上相變材料的相變吸熱作用，因而由房間內(nèi)表面?zhèn)魅胧覂?nèi)的總熱量為負(fù)值，總體上房間內(nèi)表面對(duì)室內(nèi)空氣具有吸熱作用，與普通房間的總體效果一致。通過計(jì)算比較可發(fā)現(xiàn)，外層相變材料厚度為50 mm時(shí)，室內(nèi)空氣傳給內(nèi)表面熱量較多，即舒適度改善效果相對(duì)較好；同時(shí)，當(dāng)相變溫度為30℃時(shí)，內(nèi)表面通過熱輻射及熱對(duì)流吸收室內(nèi)空氣熱量最多，與普通房間相比，該指標(biāo)優(yōu)化效果達(dá)到11.87%，舒適度改善程度較明顯。

4.2北京地區(qū)模擬計(jì)算結(jié)果

北京位于寒冷氣候區(qū)，對(duì)于冬季，同樣是分析不同厚度相變材料及相變溫度對(duì)室內(nèi)供暖能耗節(jié)能百分率的影響。依據(jù)模擬計(jì)算結(jié)果，圖2為北京地區(qū)不同內(nèi)層相變材料厚度條件下全年總熱負(fù)荷隨相變溫度變化的曲線。

圖2　北京地區(qū)全年總熱負(fù)荷隨相變溫度變化曲線

從圖2可以看出，節(jié)能效果較好的內(nèi)層相變材料厚度為50 mm，其中年總熱負(fù)荷最低所對(duì)應(yīng)的相變溫度為19℃，與普通房間相比年總熱負(fù)荷降低8.11%。

北京的夏季同樣開啟空調(diào)，圖3為北京地區(qū)不同外層相變材料厚度條件下全年總冷負(fù)荷隨相變溫度變化的曲線。

圖3　北京地區(qū)全年總冷負(fù)荷隨相變溫度變化曲線

從圖3可以看出，節(jié)能效果較好的外層相變材料厚度為30 mm，但其最優(yōu)節(jié)能效果與其它厚度情況下相變墻體的最優(yōu)節(jié)能效果非常接近，因此相變材料厚度的增加對(duì)節(jié)能效果影響甚微。通常情況下，相變材料越厚，其節(jié)能效果越好，但過大地增加其厚度會(huì)導(dǎo)致相變不完全，造成浪費(fèi)。當(dāng)外層相變材料厚度為30 mm時(shí)，年總冷負(fù)荷最低所對(duì)應(yīng)的相變溫度為36℃，與普通房間相比年總冷負(fù)荷降低6.5%。

4.3武漢地區(qū)模擬計(jì)算結(jié)果

對(duì)于夏熱冬冷氣候區(qū)典型城市武漢，冬季情況同樣分析相變墻體材料厚度及相變溫度變化的節(jié)能效果。依據(jù)模擬計(jì)算結(jié)果，當(dāng)內(nèi)層相變材料厚度為50 mm時(shí)節(jié)能效果較好，其中該厚度條件下年總熱負(fù)荷最低所對(duì)應(yīng)的相變溫度為19℃，與普通房間相比年總熱負(fù)荷降低22.35%。

對(duì)于夏季，依據(jù)計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)外層相變材料厚度為50 mm時(shí)節(jié)能效果較好，該厚度下年總冷負(fù)荷最低所對(duì)應(yīng)的相變溫度為26℃，與普通房間相比年總冷負(fù)荷降低4.14%。

4.4廣州地區(qū)模擬計(jì)算結(jié)果

廣州位于夏熱冬暖氣候區(qū)，對(duì)于冬季工作時(shí)段，室內(nèi)空氣將向房間圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面散熱，造成室內(nèi)溫度降低，舒適度下降。若在南墻內(nèi)側(cè)加入相變材料，研究其對(duì)室內(nèi)空氣向房間內(nèi)表面?zhèn)鳠崃康挠绊?。將相變房間與普通房間的模擬結(jié)果相比較可以發(fā)現(xiàn)，相變材料的添加更加導(dǎo)致了室內(nèi)空氣的散熱，室內(nèi)熱舒適度下降，這主要是因?yàn)閺V州地區(qū)冬季白天的室外溫度依然很高，因此內(nèi)層相變材料不適用與廣州地區(qū)白天使用的建筑，但考慮其具有白天吸熱、夜間放熱的特性，可探索將內(nèi)層相變材料應(yīng)用于該氣候區(qū)夜間使用的建筑是否具有節(jié)能潛力。

廣州夏季炎熱，空調(diào)期較長(zhǎng)。圖4為廣州地區(qū)不同外層相變材料厚度條件下年總冷負(fù)荷隨相變溫度變化的曲線。

圖4　廣州地區(qū)全年總冷負(fù)荷隨相變溫度變化曲線

從圖4可以看出，當(dāng)相變材料厚度為50 mm時(shí)具有較佳的節(jié)能效果，該厚度下年總冷負(fù)荷最低所對(duì)應(yīng)的相變溫度為28℃，與普通房間相比全年冷負(fù)荷降低3.77%。

4.5昆明地區(qū)模擬計(jì)算結(jié)果

昆明位于溫和氣候區(qū)，對(duì)于冬季，模擬結(jié)果顯示室內(nèi)空氣對(duì)房間圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面有正向傳熱作用，但與普通房間相比，相變房間傳熱作用減弱。圖5為不同相變層厚度條件下室內(nèi)空氣散熱量隨相變溫度變化的曲線。

圖5　昆明地區(qū)室內(nèi)空氣散熱量隨相變溫度變化曲線

從圖5可以看出，當(dāng)相變材料厚度為50 mm時(shí)，室內(nèi)空氣經(jīng)過熱輻射及熱對(duì)流向房間圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面散熱量相對(duì)較少，此結(jié)果與廣州的模擬結(jié)果不同，主要是因?yàn)槔ッ鞫镜氖彝馄骄鶞囟鹊陀趶V州，內(nèi)層相變材料在此仍具有適用性。當(dāng)相變溫度為19℃時(shí)，與普通房間相比，該指標(biāo)優(yōu)化效果可達(dá)到17.68%。

對(duì)于夏季，圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面對(duì)室內(nèi)空氣具有一定的吸熱作用，相變墻體的相變吸熱及阻擋室外熱量傳入的作用更能提高室內(nèi)的舒適性。圖6為昆明地區(qū)不同外層相變材料厚度條件下房間內(nèi)表面?zhèn)魅胧覂?nèi)熱量隨相變溫度變化的曲線。

圖6　昆明地區(qū)室內(nèi)空氣吸熱量隨相變溫度變化曲線

從圖6可以看出，與哈爾濱冬季情況類似，當(dāng)外層相變材料厚度為50 mm時(shí)室內(nèi)空氣傳給內(nèi)表面熱量較多，即舒適度改善效果相對(duì)較好，同時(shí)，當(dāng)相變溫度為21℃時(shí)，內(nèi)表面通過熱輻射及熱對(duì)流吸收室內(nèi)空氣熱量最多，與普通房間相比，該指標(biāo)優(yōu)化效果達(dá)到12.28%。

4.6模擬計(jì)算結(jié)果匯總

綜合分析上述各氣候區(qū)典型城市的模擬結(jié)果，可得出雙層定型相變墻體在我國典型氣候區(qū)的節(jié)能潛力，其中相變材料厚度及相變溫度的變化對(duì)節(jié)能效果影響較大。表3為各氣象區(qū)典型城市最佳節(jié)能效果的模擬結(jié)果。同時(shí)計(jì)算了模擬期工作時(shí)段房間南墻室外溫度的平均值，以及總模擬時(shí)段室內(nèi)/外溫度平均值，同時(shí)依據(jù)模擬期室外溫度數(shù)據(jù)計(jì)算了平均室外溫度日較差［13］。

表3　各典型城市最佳節(jié)能效果模擬結(jié)果

相變溫度的變化對(duì)節(jié)能效果影響顯著，比較表3冬季內(nèi)層材料最優(yōu)相變溫度與室內(nèi)平均溫度可發(fā)現(xiàn)，該相變溫度一般略高于室內(nèi)平均溫度0～1℃；而外層相變材料直接與室外接觸，主要抑制熱量經(jīng)墻體從傳入室內(nèi)，其最優(yōu)相變溫度受室外溫度及太陽輻射影響較大。由于太陽輻射角的不同，北方地區(qū)建筑南墻室外平均綜合溫度與室外平均溫度的差值大于南方地區(qū)，北方地區(qū)（哈爾濱、北京）建筑外層相變材料最佳相變溫度與工作時(shí)段室外綜合溫度均值有關(guān)，通常高于室外綜合溫度均值0～5℃左右；南方地區(qū)（武漢、廣州、昆明）建筑外層相變材料最佳相變溫度與室外平均溫度有關(guān)，通常位于室外平均溫度±2℃內(nèi)。此外，不同氣候區(qū)及不同季節(jié)下相變材料的節(jié)能潛力也有所差異。

5　結(jié)語

選取我國5個(gè)主要?dú)夂騾^(qū)典型城市的氣象參數(shù)，基于TRNSYS軟件計(jì)算分析了雙層定型相變墻體在我國典型氣候區(qū)的節(jié)能潛力。研究發(fā)現(xiàn)相變溫度及室內(nèi)外平均溫度對(duì)相變墻體的節(jié)能效果影響最為顯著，具體體現(xiàn)在以下4個(gè)方面：

（1）內(nèi)層相變材料最優(yōu)相變溫度受室內(nèi)空氣溫度影響，通常高于室內(nèi)平均溫度0～1℃左右。

（2）外層相變材料最優(yōu)相變溫度受室外溫度及太陽輻射影響較大。北方地區(qū)（哈爾濱、北京）建筑外層相變材料最佳相變溫度通常高于室外綜合溫度均值0～5℃左右；南方地區(qū)（武漢、廣州、昆明）建筑外層相變材料最佳相變溫度通常位于室外平均溫度±2℃內(nèi)。此外最優(yōu)相變溫度附近溫度亦具有較好的節(jié)能效果，這對(duì)外層相變材料的推廣應(yīng)用具有一定的參考意義。

（3）雙層定型相變墻體在我國不同氣候區(qū)的應(yīng)用效果存在差異，對(duì)于冬季空調(diào)開啟的地區(qū)，武漢應(yīng)用節(jié)能潛力優(yōu)于北京，北京優(yōu)于哈爾濱，即冬季日較差較小的地區(qū)較適合使用相變墻體。

（4）對(duì)夏季空調(diào)開啟的地區(qū)，北京應(yīng)用節(jié)能潛力優(yōu)于武漢，武漢優(yōu)于廣州。即夏季日較差較大的地區(qū)較適合使用相變墻體。

本研究尚有一些不足。雙層定型相變墻體不能改善夏熱冬暖地區(qū)冬季辦公建筑的室內(nèi)熱舒適性，可進(jìn)一步研究將內(nèi)層相變材料應(yīng)用于該氣候區(qū)夜間使用的建筑；對(duì)于相變材料最佳厚度的選擇也應(yīng)做進(jìn)一步優(yōu)化；同時(shí)對(duì)于空調(diào)不開啟的地區(qū)在建筑中使用相變墻體，室內(nèi)熱舒適改善效果與室外日較差大小之間的關(guān)系，還需要更多數(shù)據(jù)對(duì)比分析。

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Study on energy saving potential of the double shape-stabilized phase change material wallboard using in the major climate zones of our country

LIU Fuli，ZHU Na，HU Pingfang，LIU Pengpeng，LEI Fei
（Huazhong University of Science&Technology，Wuhan 430074，Hubei，China）

The double shape-stabilized phase change materials（SSPCMs）wallboard has traditional wallboard in the middle，the external SSPCM layer active in summers and the internal SSPCM layer active in winter.The structure could improve the indoor thermal comfort and reduce the building energy consumption.This paper aims to analyze the energy saving potential of this structure using in the five typical climate zones in China.Meteorological data in typical city of each climate zone were selected for simulating，then the simulation results of SSPCM building and the reference building were compared.The suitability of the double SSPCM wallboard used in each typical climate zone was analyzed，the optimal thickness and phase change temperature were obtained while the potential of energy saving was the best.It might be helpful for engineering application of the double SSPCM.

double shape-stabilized phase change material wallboard，typical climate zones，wallboard thickness，phase change temperature，energy saving potential

TU111.4

A

1001-702X（2015）12-0008-05

國家自然科學(xué)基金資助（51508212）；湖北省自然科學(xué)基金資助（2015CFB392）

2015-07-15

劉福利，男，1990年生，湖南衡陽人，碩士研究生。