相變儲能裝飾材料在室內(nèi)設(shè)計中的應(yīng)用

葉滿波，賴超文，龍珍文

（華南農(nóng)業(yè)大學珠江學院設(shè)計學院，廣東 廣州 510000）

國民經(jīng)濟水平的提高使得人們對居住環(huán)境的要求越來越高，建設(shè)低能耗、低排放的居住環(huán)境成為建筑行業(yè)的重要發(fā)展方向。基于此，人們希望能夠有效提高建筑行業(yè)能源利用效率，以實現(xiàn)節(jié)能低碳的目的，為人們營造性能更加優(yōu)越、污染與排放更少的建筑環(huán)境，為社會生態(tài)環(huán)境的優(yōu)化作出貢獻。本文匯總了相變儲能材料的優(yōu)勢、特點及其在室內(nèi)裝飾設(shè)計中的具體應(yīng)用案例，以期為相變儲能技術(shù)及其在室內(nèi)裝飾領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展提供參考。

1 相變儲能裝飾材料概述

1.1 相變儲能裝飾材料

廣義上認為，相變儲能材料是指利用物質(zhì)相變來釋放或吸收能量，與外界環(huán)境進行能量交換進而實現(xiàn)存儲能量的材料。相變儲能裝飾材料是現(xiàn)今建筑領(lǐng)域中常見的節(jié)能環(huán)保材料，兼具相變材料與普通建筑材料的特點，將其應(yīng)用于建筑裝修與室內(nèi)裝飾后，相變儲能裝飾材料會在其相變過程中實現(xiàn)儲放能，實現(xiàn)對建筑物與室內(nèi)外環(huán)境溫度的調(diào)整。根據(jù)相變儲能裝飾材料的功能特性，其可分為蓄熱裝飾材料、抗菌保濕裝飾材料以及隔音裝飾材料等；根據(jù)相變儲能裝飾材料的不同形態(tài)，其可分為相變儲能混凝土、相變儲能砂漿、相變儲能石膏板以及相變儲能地板、相變儲能涂料等多種類型。

1.2 相變儲能裝飾材料的常見制作方法

盡管相變儲能材料是一種節(jié)能環(huán)保的新型材料，但將其融入建筑行業(yè)并轉(zhuǎn)變?yōu)檠b飾材料仍具有一定的技術(shù)困難。目前，人們常采用直接浸泡法、封裝法及多孔吸附法等方法來制作相變儲能裝飾材料。其中，直接浸泡法是指將相變儲能材料與建筑材料直接融合，通過液體浸泡、固體粉末直接摻和的方式，實現(xiàn)兩種材料的融合。這種融合方式可以精確控制相變儲能材料的量，制作過程十分簡便，但也存在兩種材料相容性較差或相變材料泄露而引發(fā)其他問題的隱患。封裝法是指利用微膠囊的形式將相變材料吸附固定，再將其加入建材，但這種融合形式造價相對較高，且微膠囊結(jié)構(gòu)可能會對建材強度產(chǎn)生影響。多孔吸附法是指利用多孔介質(zhì)作為封裝材料，如珍珠巖、石膏等都可被作為儲存介質(zhì)，這種融合方式本質(zhì)是將相變儲能材料制作為固—固形式，其孔隙不僅能夠封裝相變材料，而且能夠提高相變過程的儲放能效率，工藝成本相對較低，因此現(xiàn)今建筑行業(yè)常采用此方式來實現(xiàn)相變材料與建筑材料的融合。

2 相變儲能裝飾材料在我國室內(nèi)裝飾中應(yīng)用的可能性分析

隨著社會的發(fā)展，全球能源短缺問題日益嚴重，節(jié)能環(huán)保成為社會各生產(chǎn)領(lǐng)域的發(fā)展主題。相比普通材料，這種材料具有更優(yōu)良的儲能功能，能夠更好地控制環(huán)境溫度，降低建筑能耗。目前中國建筑裝修與裝飾領(lǐng)域使用相變儲能裝飾材料的主要形式為外墻圍護結(jié)構(gòu)與采暖空調(diào)系統(tǒng)。其中前者利用相變儲能材料對建筑墻體的溫度進行調(diào)控，可有效保障建筑室內(nèi)外溫度的穩(wěn)定性，起到自動調(diào)節(jié)建筑溫度、實現(xiàn)墻體保濕的目的；后者則將相變儲能材料應(yīng)用于空調(diào)、地暖等設(shè)備，利用材料的相變來儲存或釋放熱量，實現(xiàn)供暖、蓄熱功能。相比普通地暖空調(diào)系統(tǒng)，應(yīng)用相變儲能裝飾材料的采暖、空調(diào)系統(tǒng)有著顯著的節(jié)能效果，且無毒無害、無腐蝕性，具有較高的應(yīng)用價值。因此，將相變儲能裝飾材料應(yīng)用于建筑裝修領(lǐng)域具有較高的可行性，尤其在北方溫差較大的環(huán)境中，相變儲能裝飾材料所發(fā)揮的價值更為突出。

3 相變儲能裝飾材料在室內(nèi)裝飾設(shè)計中的具體應(yīng)用

根據(jù)室內(nèi)裝修與裝飾工程的分類，人們可將相變儲能裝飾材料應(yīng)用于以下方面。

3.1 相變儲能裝飾材料與抹灰、涂飾工程的結(jié)合

地面、墻面的抹灰與涂飾是室內(nèi)裝飾的重要工程之一，傳統(tǒng)的地面、墻面多采用石灰、水泥砂漿等作為裝飾材料，但這種裝飾材料的隔熱保溫性能較差，難以滿足居住者對室內(nèi)溫度穩(wěn)定的嚴格需求，因而人們可采用相變儲能裝飾材料來作為抹灰、裝飾工程的主要建材。如采用硅藻土作為多孔介質(zhì)，吸附有癸酸、月桂酸的相變儲能裝飾材料便可用于制備儲能砂漿，如此制作的砂漿熱容大、儲熱能力強，可有效減緩房屋內(nèi)部的晝夜、冬夏溫度波動，為使用者提供一個舒適的居住環(huán)境。此外，相變儲能脫硫石膏保溫砂漿、相變儲能抹面砂漿及調(diào)溫調(diào)濕抗菌內(nèi)墻柔性膩子等也具有良好的導熱系數(shù)、燃燒性能，抗?jié)窨咕?、恒溫隔熱功能十分突出，能夠大大改善建筑室?nèi)環(huán)境的溫度、濕度等條件，讓室內(nèi)環(huán)境更加舒適。因此，這些相變儲能裝飾材料被廣泛應(yīng)用于室內(nèi)裝飾工程，以實現(xiàn)改善室內(nèi)環(huán)境、降低建筑能耗的目的。

3.2 相變儲能裝飾材料與吊頂、隔墻工程的結(jié)合

傳統(tǒng)的吊頂、隔墻采用的建材多為磚石等材料，但這些材料不能滿足居民對室內(nèi)環(huán)境隔音隔熱、防火、保溫等功能的要求，若將相變儲能裝飾材料引入此類工程，吊頂、隔墻的隔音與保溫效果必將顯著提高。現(xiàn)今建筑行業(yè)常采用相變儲能蜂窩板、石膏板等新型材料作為室內(nèi)吊頂、隔墻的裝飾材料，隨著室內(nèi)溫度的變化，其內(nèi)部相變材料會發(fā)生相變，釋放熱量或吸收熱量，保持室內(nèi)溫度的穩(wěn)定；且相變儲能蜂窩板或石膏板的孔隙較多，吸音能力、防火能力較強，能為人們提供一個安靜、舒適的居住環(huán)境。如現(xiàn)今較為常見的相變蓄能吊頂系統(tǒng)即是如此，該系統(tǒng)采用相變材料制作而成，夜間室外冷風被引入相變材料后進行蓄能，白天則發(fā)生相變進行釋能，從而實現(xiàn)室內(nèi)降溫或升溫。

3.3 相變儲能裝飾材料與供暖工程的結(jié)合

供暖是室內(nèi)裝修工程的一大關(guān)鍵，尤其對北方地區(qū)來說，建設(shè)一個良好的樓地面采暖供熱系統(tǒng)具有重要意義，現(xiàn)今北方很多住宅小區(qū)的采暖供熱仍為集中供熱，有地暖、空調(diào)及暖氣片供熱三種方式。為有效降低供暖能耗、減少建筑耗能，我國多次優(yōu)化改進北方采暖供熱系統(tǒng)，其中利用相變儲能裝飾材料來進行供暖便是一種有效方法。如在鋪設(shè)地暖系統(tǒng)時，建筑團隊可將相變儲能裝飾材料作為地暖的填充層、防水層等，代替原本的混凝土建材，這樣一來，相變儲能裝飾材料良好的儲放熱能力可使得地熱系統(tǒng)的熱量保持在穩(wěn)定范圍內(nèi)，從而保障室內(nèi)溫度的均衡，提高建筑的室內(nèi)供暖效率，有效改善居民居住舒適度。此外，相變儲能裝飾材料也常用于太陽能蓄熱中，現(xiàn)今很多建筑都使用太陽能進行白天蓄熱、晚上放熱，但普通的材料很容易受到太陽照射時間與強度的影響，導致太陽能蓄熱效果較差，而相變儲能裝飾材料則可以大大提高太陽能蓄熱效率。人們可在建筑外立面或室內(nèi)裝飾有相變玻璃幕墻，從而對太陽光進行吸收、轉(zhuǎn)化，并將相變過程中產(chǎn)生的熱量傳入室內(nèi)，實現(xiàn)室內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)。

此外，相變儲能裝飾材料還可應(yīng)用于建筑門窗、外墻等裝飾工程。在室內(nèi)裝飾工程中，相變儲能裝飾材料的應(yīng)用可有效改善溫度調(diào)節(jié)狀況，減少室內(nèi)溫度的波動，提高室內(nèi)居住舒適度。但現(xiàn)階段我國對于相變儲能裝飾材料的研究仍處于初級階段，人們還需要不斷加強對相變材料的生產(chǎn)配比與研發(fā)，為建筑節(jié)能降耗提供新的可能。相信隨著相變儲能技術(shù)的進一步發(fā)展，全球能源節(jié)約現(xiàn)狀將更加良好，社會生態(tài)的發(fā)展必將更加完善。