摘 要：相變材料在建筑屋面中的有效應(yīng)用，是建筑落實(shí)“節(jié)能環(huán)保”政策要求，實(shí)施綠色化發(fā)展的重要手段。本文從相變材料基本概念出發(fā)，在理論與實(shí)踐相結(jié)合的基礎(chǔ)上，就相變材料在建筑屋面中的應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。 明確相變材料在提升建筑屋面蓄熱能力，改善建筑室內(nèi)熱環(huán)境，實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能降耗上發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，為相變材料在建筑領(lǐng)域中的推廣應(yīng)用提供積極參考。

　　關(guān)鍵詞：變相材料;建筑工程;建筑屋面

　　1 對(duì)“相變材料”的基本認(rèn)識(shí)了解

　　相變材料內(nèi)涵與特征，是保證相變材料科學(xué)與有效運(yùn)用的前提與基礎(chǔ)。因此，在對(duì)建筑屋面中相變材料的應(yīng)用進(jìn)行分析時(shí)，首先需加強(qiáng)對(duì)相變材料的分析，準(zhǔn)確掌握相變材料內(nèi)涵、特點(diǎn)與機(jī)理�；�于資料分析、實(shí)踐總結(jié)可知：相變材料(Phase Change Material，簡(jiǎn)稱“PCM”)是一種以材料相變(Phase Change，物質(zhì)在一定條件下，能夠從一種相轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N相)原理為基礎(chǔ)，在溫度不變條件下，能夠進(jìn)行物質(zhì)狀態(tài)改變的材料[1]。通常情況下，相變材料在相變過(guò)程中，如由固相變液相時(shí)，會(huì)吸收周圍熱量，并以潛熱形式將熱量存儲(chǔ);由液相變固相時(shí)，則會(huì)將存儲(chǔ)的潛熱釋放到周圍環(huán)境中。雖然物質(zhì)形態(tài)發(fā)生了改變，但材料自身溫度在相變過(guò)程中處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，保持溫度不變(即使產(chǎn)生變化，也十分微小)。因此，相變材料具有相變儲(chǔ)能特征。根據(jù)相變材料這一特征，將其應(yīng)用到建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，可有效改善建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)儲(chǔ)熱性能，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)建筑溫度的有效調(diào)解，在提升建筑室內(nèi)空間舒適度的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)建筑能源節(jié)約。以北方房屋建筑為例，相變材料的科學(xué)應(yīng)用可將夏季儲(chǔ)存的潛熱在冬季釋放，提升房屋建筑采暖效果，實(shí)現(xiàn)房屋采暖 60%~90%的節(jié)能。因此，在建筑領(lǐng)域相變材料是實(shí)現(xiàn)綠色建筑有效構(gòu)建的重要載體，屬節(jié)能環(huán)保型建筑材料。

　　2 相變材料應(yīng)用的實(shí)例分析

　　在當(dāng)前高度重視能源節(jié)約與環(huán)境保護(hù)，提倡各領(lǐng)域各行業(yè)實(shí)施綠色化發(fā)展的大背景下，相變材料在建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用前景十分廣闊。為更為準(zhǔn)確認(rèn)知相變材料在建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用作用與效果，以建筑屋面為例，本文采用仿真模型分析法，就相變材料的應(yīng)用進(jìn)行了如下分析：

　　2.1 應(yīng)用方法分析隨著相變材料理論與實(shí)踐研究的不斷深入，相變材料類型日漸增多。依據(jù)化學(xué)組成對(duì)相變材料進(jìn)行分類，可分為“無(wú)機(jī)相變材料”(包括熔融鹽類相變材料、金屬類相變材料、合金類相變材料等)、“有機(jī)相變材料”(包括石蠟、醋酸等)與“復(fù)合相變材料”(有機(jī)與無(wú)機(jī)結(jié)合材料)三種類型;依據(jù)相變形態(tài)對(duì)相變材料進(jìn)行分類，可分為“固-固”相變材料、 “固-液”相變材料、“固-汽”相變材料、“液-汽”相變材料等[2]。由于復(fù)合相變材料結(jié)合了有機(jī)相變材料與無(wú)機(jī)相變材料優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)二者缺點(diǎn)的有效克服，應(yīng)用效果較為明顯，應(yīng)用范圍較廣。因此，復(fù)合相變材料逐漸成為建筑領(lǐng)域應(yīng)用的主要相變材料。與此同時(shí)，由于“固-汽”相變材料、“液- 汽”相變材料對(duì)封裝要求相對(duì)較高，在建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用適用性不強(qiáng)，因此“固-固”相變材料、“固-液”相變材料是建筑領(lǐng)域應(yīng)用的主要相變材料。

　　在應(yīng)用相變材料時(shí)，主要是將相變材料與傳統(tǒng)建筑材料進(jìn)行有效結(jié)合，在保證建筑材料使用基本性能滿足相關(guān)要求的同時(shí)，增強(qiáng)建筑材料熱穩(wěn)定性，使其具備蓄熱制冷功能。通常情況下，相變材料與傳統(tǒng)建筑材料結(jié)合過(guò)程中，主要采用以下方法進(jìn)行實(shí)踐：①直接混合法，即相變材料與傳統(tǒng)建筑材料(包括混凝土、水泥、砂石等)直接攪拌在一起，制成建筑混合料，用于建筑結(jié)構(gòu)施工;②多孔吸附法，即以大孔隙物質(zhì)(如膨脹珍珠巖、膨脹石墨等)為媒介，憑借毛細(xì)管所具有的吸附作用、化學(xué)作用，實(shí)現(xiàn)相變材料的有效吸附。該方法不僅能夠克服相變材料滲漏缺陷，也能夠提升建筑材料整體的熱交換能力;③直接浸漬法，即將熔融狀態(tài)下的相變材料與多孔隙輕質(zhì)材料相混合，依據(jù)毛細(xì)管吸附作用，實(shí)現(xiàn)相變材料與傳統(tǒng)建筑材料的有效融合;④封裝法，即微膠囊、管道、聚合材料等將相變材料封裝后，再與建筑材料進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)相變材料在建筑施工中的有效運(yùn)用。

　　2.2 應(yīng)用要點(diǎn)分析在建筑屋面設(shè)計(jì)與施工過(guò)程中，為促進(jìn)相變材料應(yīng)用作用的有效發(fā)揮，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保型建筑的有效構(gòu)建。應(yīng)用相變材料應(yīng)盡能可做到以下幾點(diǎn)：①材料應(yīng)無(wú)毒、無(wú)污染、無(wú)腐蝕、無(wú)泄漏;②材料的實(shí)用性較強(qiáng)，相變點(diǎn)符合建筑室內(nèi)溫度設(shè)計(jì)要求，在建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求的溫度范圍之內(nèi);③材料應(yīng)用得不利影響小，如相變材料相變過(guò)程中體積變化不大，不會(huì)對(duì)建筑屋面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、可靠性產(chǎn)生較大影響;④原材料獲取便利且豐富，相變材料制備方法簡(jiǎn)單，具有較強(qiáng)操作和可行性;⑤所應(yīng)用的相變材料具有足夠的相變潛熱，且導(dǎo)熱效果顯著。

　　3 結(jié) 論

　　總而言之，相變材料在建筑屋面結(jié)構(gòu)中的科學(xué)運(yùn)用，對(duì)增強(qiáng)建筑屋面結(jié)構(gòu)熱穩(wěn)定性，改善房屋建筑室內(nèi)熱環(huán)境有著積極影響。對(duì)此，根據(jù)建筑工程項(xiàng)目建設(shè)要求與相變材料特性，結(jié)合建筑工程項(xiàng)目所在區(qū)域環(huán)境特點(diǎn)，進(jìn)行建筑屋面結(jié)構(gòu)科學(xué)設(shè)計(jì)，可通過(guò)改變建筑屋面結(jié)構(gòu)儲(chǔ)熱性能，減少空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行，達(dá)到節(jié)能減排、降耗增效目的，為節(jié)能環(huán)保型建筑構(gòu)建提供建筑材料支撐。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]王安琪，孟 多，趙 康，等.相變材料在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)及建筑設(shè)備中的節(jié)能應(yīng)用[J].能源與節(jié)能，2019(5)：64-68.

　　[2]石 峰，樂(lè) 樂(lè).相變材料在零能耗太陽(yáng)能住宅中的應(yīng)用研究——以國(guó)際太陽(yáng)能十項(xiàng)全能競(jìng)賽作品為例[J].建筑節(jié)能，2019，47(3)：35-40+84.

　　《相變材料在建筑屋面中的應(yīng)用分析》來(lái)源：《建材與裝飾》，作者：楊惠芬。

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