時間：2023-05-29 17:51:10
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇相變材料，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
1 研究背景
隨著社會的不斷發(fā)展、現(xiàn)代化建設(shè)的不斷推進，人類生活對能源的需求更加廣泛，從某些方面而言，現(xiàn)代人類生活的方方面面已經(jīng)離不開能源的存在。因此，能源開發(fā)、能源技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)成為了一個全世界、全人類一同關(guān)心的重要問題。自然界中的能源在人類的不斷開發(fā)下已經(jīng)不再充裕，而天然能源的不可再生性使得人類必須尋求新的能源，發(fā)展新的能源開發(fā)技術(shù)來替代非再生能源。科學(xué)發(fā)展觀思想，是中國政府加快發(fā)展現(xiàn)代能源產(chǎn)業(yè)的指導(dǎo)思想，中國堅持節(jié)約資源和環(huán)境保護的基本國策，貫徹落實可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，建設(shè)創(chuàng)新型社會，為維護世界能源安全發(fā)揮了重要的作用。
在工業(yè)生產(chǎn)過程中，通常會有大量的反應(yīng)熱量未能得到利用就浪費，而在需要供應(yīng)熱量的反應(yīng)中又有大量的余熱被損失，這些都是在化學(xué)反應(yīng)中我們希望避免的現(xiàn)象，因此，我們需要找尋一種材料，這種材料能隨著溫度的變化而改變物質(zhì)狀態(tài)并提供潛熱，即當(dāng)反應(yīng)時，材料能將這些沒有利用的熱量或冷量儲存起來，當(dāng)反應(yīng)需要時再將其釋放出來，這種材料，我們稱其熱儲能材料。幾十年來，人們對熱能儲存材料的廣泛研究已經(jīng)使這種材料得到大量應(yīng)用，并逐漸成為了一種重要的新型材料。
當(dāng)今困擾人類的環(huán)境問題中，全球變暖問題越來越突出，節(jié)能減排已經(jīng)成為了社會建設(shè)的一大重點審查方面，因此我們必須加速新能源的開發(fā)及應(yīng)用。目前，冬天在北方地區(qū)采取的是集中供暖的政策，這是出于北方的寒冷氣候、能源狀況及居民生活習(xí)慣等因素而實施的，而南方地區(qū)卻沒有實施這一政策，主要是因為南方冬季有充足陽光，氣候較北方溫暖，經(jīng)全方位審核尚不需要集中供暖，而且一旦南方也采取集中供暖的政策，國家每年的能耗將大大增加，二氧化碳、二氧化硫及煙塵排放量也將急劇上升，環(huán)境污染將進一步加劇。因此對于南方居民來說，更現(xiàn)實的選擇是采取其他的供暖方式，而在現(xiàn)今的眾多取暖方式中，太陽能地暖供熱系統(tǒng)成為了首選，太陽能是一種可再生能源，采用這種方式的取暖，既節(jié)省了資源又保護了環(huán)境[2]。在相變材料研究中，我們初步確定乙二醇，水，膨脹石墨的混合液體具有這種優(yōu)于水的性能，通過一系列實驗，我們將驗證這一事實，從而能將這種混合液體用于太陽能地暖供熱系統(tǒng)中。
2 實驗部分
2.1 實驗材料
相變材料聚乙二醇（PEG），水，相變材料膨脹石墨（EG）。
2.2 實驗步驟
（1）相變材料聚乙二醇（PEG）含量10%的水溶液（體積200ml），其中聚乙二醇分子式為：HO（CH2CH2O）nH，分子質(zhì)量為6000。熔點為57°C。羥值為15―20之間。粘度為12―16之間。放于燒杯之中。將燒杯放于60°C的水浴內(nèi)加熱。室溫20.3°C。
（2）相變材料聚乙二醇（PEG）含量10%的水溶液（體積200ml），其中聚乙二醇分子式為：HO（CH2CH2O）nH，分子質(zhì)量為6000。熔點為57°C。羥值為15―20之間。粘度為12―16之間。加熱至60°C后的散熱時間：
（3）相變材料聚乙二醇（PEG）含量20%的水溶液（體積200ml），其中聚乙二醇分子式為：HO（CH2CH2O）nH，分子質(zhì)量為6000。熔點為57°C。羥值為15―20之間。粘度為12―16之間。放于燒杯之中。將燒杯放于60°C的水浴內(nèi)加熱。室溫20.3°C。
（4）相變材料聚乙二醇（PEG）含量20%的水溶液（體積200ml），其中聚乙二醇分子式為：HO（CH2CH2O）nH，分子質(zhì)量為6000.熔點為57°C。羥值為15―20之間。粘度為12―16之間。加熱至60°C后的散熱時間：
（5）相變材料膨脹石墨（EG）含量10%的水溶液（體積200ml），其中膨脹石墨的型號為KD9950200放于燒杯之中。將燒杯放于60°C的水浴內(nèi)加熱。室溫20.3°C。
（6）相變材料膨脹石墨（EG）含量10%的水溶液（體積200ml），其中膨脹石墨的型號為KD9950200放于燒杯之中。燒杯加熱至°C后進行散熱。
（7）相變材料膨脹石墨（EG）含量20%的水溶液（體積200ml），其中膨脹石墨的型號為KD9950200放于燒杯之中。將燒杯放于60°C的水浴內(nèi)加熱。室溫20.3°C。
（8）相變材料膨脹石墨（EG）含量10%的水溶液（體積200ml），其中膨脹石墨的型號為KD9950200放于燒杯之中。燒杯加熱至60°C后進行散熱。室溫20.3°C。
（9）水溶液200ml，放于燒杯之中。將燒杯放于60°C的水浴內(nèi)加熱。室溫20.3°C。
（10）水溶液200ml，放于燒杯之中。燒杯加熱至60°C后進行散熱。室溫20.3°C。
3 實驗結(jié)論
經(jīng)過以上實驗可以得出結(jié)論：相變材料聚乙二醇相較于水而言，吸熱過程較慢，同樣散熱過程也較慢，且相變材料聚乙二醇的熔點為57°C。當(dāng)溫度達到57°C時發(fā)生相變。相變材料膨脹石墨相比水來說，吸熱過程較快，散熱也較快。而當(dāng)這三種溶液混合后，能較好的達到吸熱過程比較快，同時散熱過程較慢的的效果。經(jīng)過多次反復(fù)的實驗，發(fā)現(xiàn)聚乙二醇13%膨脹石墨9%為三種溶液的最佳配比。
太陽能是一種可再生能源，且綠色無污染，是一種較為重要的能源，被認為擁有較好的應(yīng)用與發(fā)展前景。但太陽能不具備穩(wěn)定性：在夜間無輻射，且在不同的天氣、時間、季候都將有不同的輻射量，因此，專家一直致力于太陽能的儲存及釋放。而相變儲能材料卻能在太陽能的研究中得到利用。本論文所驗證的相變材料聚乙二醇，水，膨脹石墨的混合液體就可很好的應(yīng)用在太陽能地暖供熱系統(tǒng)中。除此之外，這一相變材料還擁有廣闊的應(yīng)用前景，值得更多研究。
參考文獻：
1按照發(fā)生相變的材性分類
按照發(fā)生相變的材性分類，相變材料主要有有機類相變材料和無機類相變材料，有機類相變材料按照相變材料的外形狀態(tài)是否穩(wěn)定，可分為定型相變材料和無定型相變材料。定型相變材料主要是高分子材料如高密度聚乙烯（HDPE）等，無定型相變材料主要為多元醇、石蠟、脂肪酸、瀝青等。有機類相變材料具有固體成型好、不易發(fā)生相分離及過冷現(xiàn)象、腐蝕性較小、性能穩(wěn)定等優(yōu)點，但是存在著導(dǎo)熱系數(shù)小，熔點較低，不適于高溫環(huán)境中應(yīng)用，且易揮發(fā)等缺點。無機固-液相變材料主要有結(jié)晶水合鹽類、熔融鹽類、金屬或合金類等。其中研究最多應(yīng)用最廣的是結(jié)晶水合鹽類。它們有較大的熔解熱和固定的熔點，具有代表性的有：Na2SO4.10H2O、MgCl2.6H2O、CaCl2.6H2O等。結(jié)晶水合鹽一般為中性，價格便宜，導(dǎo)熱系數(shù)大，儲熱密度大，是中、低溫相變材料的重要一類。但是，無機相變材料通常存在著相分離、過冷等現(xiàn)象，添加增稠劑和晶體結(jié)構(gòu)改變劑通常可以有效的解決相分離現(xiàn)象，添加成核劑可以解決過冷現(xiàn)象。另外，水合鹽還有腐蝕性，不利于封裝。
2相變材料在建筑上的應(yīng)用
2.1固液相變材料的載體在建筑領(lǐng)域應(yīng)用的相變材料主要是固-液相變材料。當(dāng)發(fā)生固-液相變時，由于有液相的存在，經(jīng)常發(fā)生液相遷移或泄漏等問題，無法進行多次循環(huán)應(yīng)用，解決問題的方法主要是將相變材料制備成微細液滴進行膠囊封裝，或者利用中空多孔的固體載體，將相變材料通過物理吸附或化學(xué)吸附等方法，吸附在多孔顆粒中，再進行封閉，制備復(fù)合相變體。輕質(zhì)多孔材料中，石膏板、木板、陶粒、混凝土、水泥纖維板、粉煤灰空心球、活性炭人工顆粒材料、硅藻土、粘土，秸稈、高嶺土等都是研究應(yīng)用較多的載體。楊晟等采用泡沫石墨作為固-液體相變材料的載體，研究以石蠟正十八烷制備成泡沫石墨/石蠟相變儲熱復(fù)合材料。余飛等利用秸稈高孔隙率和高吸水性，浸漬無機鹽固液相變材料，以改性水玻璃膠結(jié)，并模壓成型制備秸稈板材，研究無機鹽相變材料的過冷性質(zhì)，稻稈相變材料板材的制備工藝及相變循環(huán)耐久性等；肖濤等利用活性炭制備了PEG/活性炭相變材料，研究了復(fù)合相變材料對瀝青熔點的影響。仇影等采用二甲基亞砜改性的煤系高嶺土為前驅(qū)體，將月桂酸和月桂醇作為相變材料，插入高嶺土層間制備二元有機煤系高嶺土復(fù)合相變儲能材料；王佼等利用硅藻土制備了相變儲能材料，并研究了復(fù)合材料的性能；謝成等以木材作為載體，聚乙二醇為復(fù)合相變材料制備了復(fù)合相變儲能材料。
2.2相變材料的封裝材料固-液相變材料與建筑基體材料的結(jié)合方法主要有以下3種：直接加入、浸泡和封裝。直接加入法和浸泡法制備的相變儲能建筑材料耐久性差，主要表現(xiàn)為相變材料的泄漏和對基體材料的腐蝕。封裝方法有效地解決了上述問題。封裝包括大體積封裝和微體積封裝，大體積封裝是將相變材料裝入管件、袋子、板狀容器或其他容器中。這種容器化相變材料已經(jīng)被市場應(yīng)用到太陽能領(lǐng)域，但由于其在相變時與環(huán)境接觸的面積太小使得能量傳遞并不是很有效。因此微體積封裝越來越吸引人們的眼球。微觀封裝，是指把相變材料的載體做成微膠囊、多孔泡沫塑料或三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，而將工作物質(zhì)灌注于其中，或者采用易成膜物質(zhì)，將相變材料與載體封裝成微膠囊，再與傳統(tǒng)建筑材料直接復(fù)合，工藝簡單，化學(xué)性能穩(wěn)定好。
用于封裝的材料主要是易成膜，阻隔性能好，不與相變材料相溶，有較好的耐久性的材料，通常為一些有機成膜材料，如聚乳酸、聚烯烴、酚醛樹脂等。王錦成等采用聚乳酸為封裝材料，制備了聚乳酸包覆石蠟相變儲能材料，并研究了材料的性能與表征。蘇磊靜分別以低密度聚乙烯（LDPE）和乙烯-辛烯共聚物（POE）為包覆材料，以石蠟為相變材料，制備了定形相變材料，LiuXing等以十八烷為芯材，尿素-三聚氰胺-甲醛共聚物為囊壁，采用原位聚合法制成了微膠囊相變材料。J.Kim等以十八烷為囊芯，聚脲為囊壁，采用界面聚合法合成囊芯體積比為1：1的定型相變材料微膠囊，并將微膠囊黏結(jié)到織物上獲得了具有溫度調(diào)節(jié)功能的織物。
2.3相變材料的應(yīng)用近幾年，相變材料在建筑上的應(yīng)用主要體現(xiàn)在建筑節(jié)能方面，應(yīng)用相變材料制備建筑的圍護結(jié)構(gòu)、太陽能相變供暖儲熱系統(tǒng)和相變空調(diào)蓄冷系統(tǒng)。相變材料在建筑圍護結(jié)構(gòu)的中應(yīng)用主要研究不同相變材料與墻體材料的復(fù)合方式，復(fù)合墻體材料的物理性質(zhì)，圍護結(jié)構(gòu)的位置對室內(nèi)溫濕的影響等。張妮等對復(fù)合相變材料儲熱水泥板的熱性能研究，以十八烷為相變材料，以膨脹石墨為支撐結(jié)構(gòu)制備復(fù)合相變儲熱材料，并將其摻入到普通硅酸鹽水泥中，研究了儲熱材料的表觀密度、抗壓強度，儲熱水泥板的導(dǎo)熱系數(shù)和儲熱性能。結(jié)果表明隨著復(fù)合相變儲熱材料質(zhì)量含量的增加，表觀密度和抗壓強度逐漸下降，導(dǎo)熱系數(shù)也近似于線性減小。
石憲研究了相變儲能墻板對室內(nèi)溫濕度的影響，重點研究了相變墻板放置不同位置產(chǎn)生的溫濕度差異實驗結(jié)果表明，相變儲能墻板可以調(diào)節(jié)室內(nèi)溫濕度的變化，而且相變材料在墻材中的不同組合方式對室內(nèi)溫濕度的調(diào)節(jié)效果也有所不同，其中相變材料位于墻體夾層中時調(diào)溫效果最好，而相變材料內(nèi)貼于墻體時調(diào)濕效果最好。使用相變儲能墻板能明顯降低室內(nèi)溫度，能夠起到一定的建筑節(jié)能效果。郝先成等對相變材料在建筑圍護結(jié)構(gòu)中穩(wěn)定熱源和非穩(wěn)定熱源條件下的熱效進行了理論推導(dǎo)，并對武漢地區(qū)實際應(yīng)用的功效進行分析。研究結(jié)果表明在相同條件下與不加相變材料相比，室外溫度升高10℃時，加入相變材料可削減室內(nèi)峰值溫度約4℃；當(dāng)室外溫度按正弦波形式變化時，可使室內(nèi)峰值溫度滯后2.65h。丁理峰等利用典型氣象年逐時數(shù)據(jù)，討論了5個熱工分區(qū)中典型城市的建筑采用外保溫或相變材料后，全年室溫和采暖空調(diào)能耗的變化情況，研究表明外保溫隨采暖能耗在整個建筑能耗中比例的增大而愈顯重要；內(nèi)墻為相變材料可使被動式建筑夏季具有較好的舒適度，使主動式建筑夏季空調(diào)能耗降低。
3相變材料的應(yīng)用展望
相變材料在建筑節(jié)能領(lǐng)域的應(yīng)用能有效的降低建筑能耗，拓展了建筑材料的功能，但在相變材料的熱物性、相變材料與建筑材料基體的相容性和經(jīng)濟性、耐久性和多功能等方面應(yīng)進一步研究，同時應(yīng)對建筑相變材料的生產(chǎn)工藝簡化和生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)進一步研究。
作者：曹洪吉劉偉單位：江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院江蘇省建筑節(jié)能工程技術(shù)研究開發(fā)中心
石蠟作為相變儲能材料具有相變焓高、相變溫度范圍廣、價格低等優(yōu)點，但其較低的導(dǎo)熱系數(shù)限制了它的傳熱性能。本研究使用兩種不同相變溫度的石蠟復(fù)合，以得到更廣泛的使用溫度范圍；同時通過加入石墨提高材料的導(dǎo)熱速率。通過差示掃描量熱法測試復(fù)合后的相變溫度和相變焓。
關(guān)鍵詞：石蠟；復(fù)合；石墨；相變材料； 相變焓
復(fù)合相變材料是充分利用各類相變材料的優(yōu)點，克服相變溫度過低或者過高的缺點，或者相變過程中形變過大的缺陷等，通過將多種材料復(fù)合的方法合成具有特定相變溫度和較高相變焓的復(fù)合材料[1]。石蠟作為提煉石油的副產(chǎn)品，來源豐富，價格便宜，無毒且無腐蝕性。但石蠟因?qū)嵝阅茌^差在石蠟類儲熱相變材料中加入其它導(dǎo)熱率高的物質(zhì)，使之成為具有高導(dǎo)熱率的新型復(fù)合相變材料，常見的方法有：石蠟與金屬材料的復(fù)合[2]。石蠟與石墨的復(fù)合[3]。石蠟與交聯(lián)樹脂高分子的復(fù)合[4]。
本文采用熔融共混法將不同熔點的石蠟進行復(fù)合，同時加入石墨以改善導(dǎo)熱速率。通過差示掃描量熱法測試復(fù)合后的相變溫度和相變焓。
1、材料制備
1.1 原料
本實驗選取兩種不同熔點的石蠟做相變材料，分別為石蠟80（熔點為80°）和石蠟100（熔點為100°）。原材料來自中國石油化工股份有限公司。選用細度為10000目的石墨，來自青島金來石墨有限公司。
1.2 制備過程
1.2.1 主要設(shè)備
本實驗的主要設(shè)備有電爐、石棉網(wǎng)、電子秤、燒杯、玻璃棒。
1.2.2 制備過程
本實驗的具體制備方法采用熔融共混法，是將石蠟與石墨以一定的質(zhì)量比在較高溫度下熔解攪拌，使兩種材料均勻混合，然后降溫冷卻。
（1）用電子秤分別稱取石蠟80（2份，各5g）、石蠟110（2份，各5g）
（2）將石棉網(wǎng)放電爐上，打開電爐；
（3）取一份石蠟80和和石蠟110倒入1號燒杯，用電爐對燒杯進行加熱，同時用玻璃棒緩慢攪拌，直到熔融；
（4）停止加熱，直至復(fù)合物冷卻凝固，由此得到復(fù)合石蠟，即樣品3。
（5）再取一份石蠟80和和石蠟110倒入2號燒杯，用電爐對燒杯進行加熱，用玻璃棒緩慢攪拌，直到熔融；
（6）再往加熱的燒杯加入0.2g石墨，快速攪拌，讓石蠟與石墨充分融合；
（7）停止加熱，直至復(fù)合物冷卻凝固，得到樣品4；
（8）實驗結(jié)束。
1.3 石蠟/石墨復(fù)合相變材料形態(tài)表征
制成的復(fù)合物石蠟80/石蠟110和石蠟80/石蠟110/石墨用數(shù)碼相機拍攝得到如圖1和圖2所示。
圖1 石蠟80/石蠟110圖2 石蠟80/石蠟110/石墨
Fig 1 Paraffin 80/ Paraffin 110Fig 2 Paraffin 80/ Paraffin 110/ Graphite
從圖中可看出，復(fù)合物表觀透亮、均勻，說明熔合均勻，已制備出符合預(yù)期的復(fù)合相變材料。
2.熱學(xué)性能測試
利用差示掃描量熱儀對4個樣品的熱學(xué)性能進行研究，即石蠟80（樣品1）、石蠟110（樣品2）、石蠟80/石蠟110（樣品3）、石蠟80/石蠟110/石墨（樣品4）。
每一個樣品的測試量為8～10mg，測試溫度從0～300℃，升溫速率10℃/min。本實驗的測試過程是將樣品裝入標準鋁坩堝，然后放入DSC測試儀器中。先從室溫升溫至300℃保溫然后自然降溫至室溫，就完成一次測試，得到DSC曲線。4個試樣的DSC測試結(jié)果顯示在圖3中。我們將其熱學(xué)指標總結(jié)在表1中。
從表1中可以看出，相較于石蠟的相變溫度，石蠟和石墨復(fù)合而成的相變材料相變溫度變化不大。石蠟80的的相變焓為167.6j/g，石蠟110的相變焓為168.0j/g，石蠟80/石蠟110的相變焓為173.5j/g，石蠟80/石蠟110/石墨的相變焓為172.3j/g。對比相變焓的變化，石蠟/石墨復(fù)合相變材料有所變化，但變化很小，說明復(fù)合相變材料具有較大的蓄熱能力，對單位質(zhì)量石蠟的蓄熱能力影響很小。
3.結(jié)論
本論文經(jīng)過實驗設(shè)計和分析測試，順利完成了預(yù)定的各項研究工作，制備得到石蠟/石墨復(fù)合相變材料，提高了傳熱性能。驗證了石蠟/石墨復(fù)合相變材料仍然具有石蠟相變焓高、儲熱能力強的特點。
[參考文獻]
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關(guān)鍵詞：相變材料；公交候車亭；溫度調(diào)節(jié)；候車環(huán)境
發(fā)展城市公共交通不僅能夠緩解城市交通擁堵的情況，也能改善城市人居環(huán)境，促進城市可持續(xù)發(fā)展[1]。城市公交發(fā)達水平不僅體現(xiàn)在乘車的便捷性上，還體現(xiàn)在候車過程的舒適程度上，乘客候車的心情愉悅程度在很大程度上會受到公交站點環(huán)境和秩序的影響。公共汽車是公共交通的重要組成部分，作為公共交通載體的一部分，它承擔(dān)著人們?nèi)粘３鲂械闹厝危瑢θ藗兩畹挠绊戯@而易見，不論是在學(xué)習(xí)、工作上，還是娛樂上，公交車都是人們出行的重要選擇[2]。在實際生活中，許多公交站臺存在候車環(huán)境差、服務(wù)水平低等問題，比如公交站臺太小，不能很好的遮風(fēng)避雨；酷暑時候車環(huán)境炎熱，冬天則較為寒冷。但是，如果為每個公交站都安裝空調(diào)，改善乘客的候車體驗，則成本高昂。城市公共交通系統(tǒng)的發(fā)展水平與城市建設(shè)水平緊密相關(guān)，公交站臺和候車亭是城市品位及其“親和度”的直接體現(xiàn)[3]。著眼于建筑材料的革新，在節(jié)能環(huán)保的條件下提高人們的候車舒適度，運用相變材料改造公交候車亭，提升公交候車亭環(huán)境的舒適程度，能夠增強公共交通的吸引力，促進公交優(yōu)先實際落地。近年來，開發(fā)適宜的相變材料，明確相變溫度，得到了人們的高度關(guān)注，許多相變材料都投入到實際運用中，取得了良好的效果[4]。選用CaCl2•6H2O這種相變材料，其相變溫度點為22～28℃，接近于人體舒適溫度，生產(chǎn)工藝簡單，成本低廉，適用于城市公交候車亭的大規(guī)模改造工程。
1公交候車亭的結(jié)構(gòu)形式優(yōu)化
出于人性化考慮，公交候車亭的優(yōu)化設(shè)計是非常重要的。在現(xiàn)實生活中，許多候車亭不能為人們遮陽避雨，人們候車時難以抵擋酷暑與嚴寒，且空間狹小。特別是在不良天氣條件下，經(jīng)常出現(xiàn)擁擠的情況，導(dǎo)致許多乘客“站外候車”，候車秩序混亂，公交服務(wù)水平低下。基于人因工程學(xué)的考量，理想的公交候車亭尺寸如下：候車亭棚頂高度：我國99%的成年男子中指指尖上舉高在230.9cm以下，考慮到極端身高個體性差異，可將候車亭高度建到245cm左右[5]。候車亭寬度：考慮到站點客流比較大，候車亭內(nèi)容納3排乘客。人體男性胸厚最大約261mm，女性最大約260mm，近體學(xué)的個人距離近段約為60cm，總寬約為1.98m[6]。候車亭長度：根據(jù)該站點的乘車需求大小而定，取8m。頂棚形狀：采用前高后低的形狀，使雨水盡量往后側(cè)排出，以充分保障乘客的避雨環(huán)境。頂棚上加層：距離棚頂5cm。我國夏季炎熱地區(qū)，如重慶的地面溫度經(jīng)常達到50℃以上，金屬板面溫度更高，所以，可以在候車亭頂棚設(shè)置空氣加層，以阻礙棚頂高溫傳遞。頂棚下加層：與棚頂距離20cm，采用Q460高強度鋼板，其廣泛用于大型船舶、橋梁等大型工程結(jié)構(gòu)和載荷比較大的輕型結(jié)構(gòu)，以承載棚頂相變材料的負荷。相變材料安置盒：采用強度稍低的普通建筑鋼板，根據(jù)候車亭尺寸做成頂部帶蓋可開關(guān)的長方體，內(nèi)層鋪滿導(dǎo)熱橡膠，將相變材料安置在內(nèi)，定期檢查和更換，外面安裝滑輪，便于取出，平時可鎖住。相變材料安置盒。兩側(cè)與后墻運用相變材料改造，前面敞開露天部分可采用透明門簾遮擋、保溫，并在中間留有入口。相變制冷不同于空調(diào)制冷，其物理狀態(tài)會隨著溫度的變化不停變化，不斷吸收或者釋放并且存儲熱量。候車亭的概念設(shè)計如，半封閉式候車亭設(shè)計。
2基于相變材料的候車亭溫度調(diào)節(jié)
2.1相變材料的選擇
在選擇相變材料時，要注意以下幾點內(nèi)容：①相變材料必須具有較大的儲能容量，且產(chǎn)生單位相變熱量變化時體積變化也比較小。②特定的相變溫度必須適合具體的應(yīng)用要求。對于公交候車亭的改造，站在乘客的角度來說，相變溫度最好保持在20～28℃之間，在這個溫度區(qū)間內(nèi)，人的舒適度比較好，有利于人體機能的正常運轉(zhuǎn)。③相變材料必須具有適宜的傳導(dǎo)系數(shù)，大多數(shù)情況下能夠快速吸收、釋放熱量。④必須具有正確的相變過程，其過程必須完全可逆，且熱量變化的方向僅僅以溫度決定。⑤相變材料必須具有良好的化學(xué)和物理穩(wěn)定性，無毒無污染、安全、可靠，可反復(fù)循環(huán)使用，壽命長。⑥原料來源廣泛，成本比較低，生產(chǎn)工藝簡單。在無機相變材料中，對于硫酸鈉、醋酸鈉、磷酸鹽類物質(zhì)，其相變溫度高于30℃，不符合用于公交候車亭改造的溫度要求；在有機相變材料中，石蠟當(dāng)中正十七烷的相變溫度為22℃，比較理想，但是，其易燃且制取正十七烷的成本比較高[7]。石蠟受熱易膨脹，用于長期處于露天室外環(huán)境的公交候車亭來說不耐久，易損壞。各脂肪酸類相變材料同樣由于相變溫度點不適宜，所以，不被廣泛使用。而其他復(fù)合及其高分子材料價格昂貴，成本比較高，大規(guī)模使用不經(jīng)濟。綜合對比各種類型的相變材料，最終選用成本比較低、工藝簡單、相變潛熱也比較大（180J/g）的CaCl2•6H2O作為相變材料。CaCl2•6H2O的熔點為29℃，密度為1.7g/cm3，是一種無機、固液型、低溫的相變材料，無污染、無腐蝕、安全無毒，其相變溫度最接近于人體舒適的溫度，比溫度適宜的有機正烷烴制備成本低，工藝更簡單。但是，氯化鈣的含水鹽存在過冷現(xiàn)象，即降溫過程的相變溫度低于升溫過程的相變溫度，需添加防過冷劑，使其更接近于室溫
2.2相變候車亭的工作過程
由相關(guān)文獻可知，加入了質(zhì)量分數(shù)為3%的Ba（OH）2作為防過冷劑的CaCl2•6H2O，在28.1℃，即常溫下，室溫低于其相變溫度點，墻體內(nèi)的六水氯化鈣為固體[9]。當(dāng)亭內(nèi)溫度高于28.1℃，相變材料開始從環(huán)境中吸熱，隨著熱量的漸漸積累，CaCl2•6H2O晶體開始由固態(tài)向液態(tài)發(fā)生相變，使亭內(nèi)的溫度慢慢趨近于28.1℃這一較為舒適的溫度；反之，當(dāng)溫度低于28.1℃，CaCl2•6H2O儲蓄的能量開始釋放，大量的相變熱轉(zhuǎn)移到環(huán)境中，使候車亭內(nèi)的溫度升高。整個
2.3相變候車亭的溫度調(diào)節(jié)效能
此前假設(shè)的公交候車亭長8m，寬1.98m，高2.45m，相變砂漿厚度0.02m，得到熱量計算公式為[8]：Q＝Cp1×m1×θ＋Cp2×m2×θ.（1）式（1）中：Q為相變保溫砂漿放出或者吸收的熱量；Cp1和Cp2分別為干燥空氣、相變砂漿的比熱容；m1和m2分別為干燥空氣、相變砂漿的質(zhì)量；θ為室內(nèi)空氣溫度變化。質(zhì)量計算公式為：.HQm（2）式（2）中：m為所需相變材料質(zhì)量；H為相變潛熱。在標準狀況下，干燥空氣的密度P空為1.293kg/m3，當(dāng)溫度為26.85℃時，空氣的定壓比熱容C1空為1.005kJ/（kg•K）。假定混合砂漿干密度P砂為1300kg/m3，比熱容C1砂為0.84kJ/（kg•K），將相關(guān)數(shù)值帶入公式（1）（2）中，可得：Q＝1.005×1.293×1×38.808m3＋1300×0.84×0.02×（1.98×2.45×2＋8×1.98＋8×2.45）≈1036.33kJ。m＝1036.33/180≈5.76kg。經(jīng)過計算，得到候車亭室內(nèi)空氣發(fā)生1℃的溫度變化，相變保溫砂漿需放出或吸收的熱量為1036.33kJ，六水氯化鈣相變材料的相變潛熱為180kJ/kg，所需相變材料質(zhì)量為5.76kg。由此可知，改建一個公交候車亭，其升高或降低1℃需5.76kg六水氯化鈣相變材料。在重慶，假設(shè)室內(nèi)最高溫度為40℃，當(dāng)溫度從40℃降到28.1℃時，需要密度為1.7g/cm3的CaCl2•6H2O68.554kg，算得其需要的體積為0.04m3。排除兩側(cè)墻體相變材料，頂部預(yù)備的相變材料空間為3.2m3，足以容納且還有大幅剩余。
3相變公交候車亭的維護
在實際運營過程中，如果溫度一直比較高，相變材料的量不足以滿足不斷制冷或制熱的要求，則需要人員每天定時檢查、更換并維護，將已經(jīng)完全變化且不能通過溫度自動調(diào)節(jié)回原狀態(tài)的相變材料回收且進行降溫處理，并為公交亭內(nèi)加入新的相變材料，以滿足其溫度調(diào)節(jié)的要求。在公交站臺旁邊建一個體積為1.5m3的地窖，在維護過程中，人工將溫度過高的材料放到地窖里面自然降溫。在實際工作中，可以將此任務(wù)外包給有此意愿的相變材料生產(chǎn)企業(yè)，在生產(chǎn)的同時派出人員維護，工資從新增客流公交費里抽取一部分提成，使候車亭的整個鏈條形成良性循環(huán)。這樣做，生產(chǎn)企業(yè)不僅提高了材料的銷量，還促進了經(jīng)濟效益的提升，同時，公共交通部門也促進了就業(yè)，造福于社會，以此解決溫度調(diào)節(jié)的“續(xù)航”問題。
4結(jié)束語
相變材料壽命長，來源廣泛，成本比較低，生產(chǎn)工藝簡單，相變時，能夠快速吸收、釋放熱量，剛好可以滿足調(diào)節(jié)候車亭溫度的需要，比較實用。將相變材料運用到候車亭上，在候車亭的自身設(shè)計構(gòu)造上做出更合理的優(yōu)化設(shè)計，以滿足選擇公交出行的乘客的需求，讓他們有良好的體驗。雖然城市公交候車亭改建成本比較高，涉及因素比較多，大規(guī)模推廣困難，但是，仍可在旅游區(qū)、景區(qū)、CBD客流比較大的區(qū)域進行局部改善，為人們的觀光、娛樂、休閑活動提供與之相匹配的一體化服務(wù)，讓人們有良好的出行體驗。
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關(guān)鍵詞：建筑節(jié)能材料；相變蓄熱材料；膨脹石墨
就國內(nèi)外相關(guān)研究，孫婉純等學(xué)者指出相變儲熱單元可減小室內(nèi)溫度波動，提升室內(nèi)環(huán)境熱舒適性，降低建筑能耗；陳超等學(xué)者提出了新型相變儲能墻板，發(fā)現(xiàn)普通房間的北墻內(nèi)表面利用PCM可有效提升室內(nèi)熱舒適性，可提升太陽輻射利用率，若選擇合適PCM，供暖季節(jié)節(jié)能率高達17%以上；王慧儒等學(xué)者基于變分原理，推算出了組合式相變最佳融化溫度表達式，探究了相變材料對于耗散熱阻與蓄熱性能的影響作用，為組合式相變材料選擇、流動、結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計奠定了理論依據(jù)[1]。在此基礎(chǔ)上，本文針對以石墨改善熔融鹽導(dǎo)熱性能，基于熔融鹽與石墨制備了建筑節(jié)能用復(fù)合相變蓄熱材料。
1建筑節(jié)能用復(fù)合相變蓄熱材料制備
1.1材料制備
以電子天平稱取53.54gKNO3與45.63gNaNO3，放在干凈容器內(nèi)，并把容器放置于自動攪拌器[2]，通過1680r/min速度混合攪拌，然后加熱至熔融狀態(tài)，再冷卻結(jié)晶，以獲取相變蓄熱材料NaNO3-KNO3。再稱取1g膨脹石墨，在攪拌方式下與相變蓄熱材料充分混合[3]，加熱至600℃，完全熔融，然后冷卻于室溫狀態(tài)，從而獲取復(fù)合相變蓄熱材料NaNO3-KNO3/1%EG。
1.2測試方法
以掃描電子顯微鏡為性能測試設(shè)備。掃描電子顯微鏡測試基于不同倍率的相變蓄熱材料與復(fù)合相變蓄熱材料SEM圖像[6]，通過圖像可由微觀結(jié)構(gòu)對膨脹石墨在復(fù)合相變蓄熱材料傳熱性能中的影響進行詳細分析。
2建筑節(jié)能用復(fù)合相變蓄熱材料性能
以掃描電子顯微鏡放大相變蓄熱材料NaNO3-KNO3，以獲取不同SEM圖像。相變蓄熱材料NaNO3-KNO3放大到1×103倍之后，其中不同粒子則表現(xiàn)為塊狀與餅狀，彼此間幾何尺寸差異顯著，且局部粒子之間有所粘連[8]，而其他粒子之間則保持著間距。KNO3粒子形狀主要為塊狀和餅狀，相對分散；NaNO3粒子主要為大塊狀，彼此粘連。由圖1(b)～(e)可以發(fā)現(xiàn)，在放大倍數(shù)逐步增加的趨勢下，相變蓄熱材料NaNO3-KNO3SEM圖像逐漸清晰，可以看到材料表面十分平滑整潔，且粘連了顆粒狀聚集體；由圖1(f)可以得知，材料結(jié)構(gòu)比較松散，處于相對完整的平面，散布了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的絮狀物，即NaNO3，而KNO3明顯分層，使得太過分散的NaNO3晶體很容易分散為更加微小的晶體聚集體，但是KNO3晶體由于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，難以分散，所以NaNO3晶體粘附在KNO3晶體表層。通過掃描電子顯微鏡放大復(fù)合相變蓄熱材料NaNO3-KNO3/1%EG，以獲取不同SEM圖像。復(fù)合相變蓄熱材料NaNO3-KNO3/1%EG與相變蓄熱材料NaNO3-KNO3的粒子形狀基本一致，但是圖2(a)中可以發(fā)現(xiàn)微小石墨顆粒；由圖2(a)～(d)可以看出，在放大倍數(shù)逐步增加形勢下，復(fù)合相變蓄熱材料NaNO3-KNO3/1%EGSEM的圖像逐漸清晰，且表面光滑平整，可隱隱看到石墨顆粒分布狀態(tài)，尤其是放大2×104倍的情況下，可清晰看到石墨顆粒均勻分布于復(fù)合相變蓄熱材料NaNO3-KNO3/1%EG表層；由圖2(e)可清晰看到，光滑粒子表層存在一些裂縫；由圖2(f)可以得知，NaNO3晶體存在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，而KNO3晶體存在明顯分層，受石墨顆粒影響，復(fù)合相變蓄熱材料NaNO3-KNO3/1%EG結(jié)構(gòu)十分緊密，石墨顆粒和熔融鹽可充分混合。基于前文進行分析，石墨可強化相變蓄熱材料NaNO3-KNO3導(dǎo)熱性能，但是由于膨脹石墨與相變蓄熱材料NaNO3-KNO3通過物理形式充分混合[10]，所以膨脹石墨對于材料NaNO3-KNO3相變溫度所造成的影響非常小。
3結(jié)論
本文針對建筑節(jié)能用材料，制備了復(fù)合相變蓄熱材料NaNO3-KNO3/EG，并基于掃描電子顯微鏡測試了相變蓄熱材料NaNO3-KNO3與復(fù)合相變蓄熱材料NaNO3-KNO3/1%EG性能，并就SEM圖像分析了材料微觀結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明，基于石墨為添加劑，可顯著提升復(fù)合相變蓄熱材料傳熱效率；石墨可強化相變蓄熱材料NaNO3-KNO3導(dǎo)熱性能，但由于膨脹石墨與相變蓄熱材料以物理形式充分混合，所以膨脹石墨對于材料相變溫度所造成的影響非常小。
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關(guān)鍵詞：金屬晶體 溶入析出 力學(xué)性能 防腐性能
金屬材料的熱處理過程是金屬材料微觀相結(jié)構(gòu)發(fā)生固態(tài)轉(zhuǎn)變的過程，固態(tài)轉(zhuǎn)變是金屬材料合金成分在金屬晶體晶胞內(nèi)的溶解析出形成的。熱處理過程中金屬材料冷卻轉(zhuǎn)變溫度不同，形成不同的微觀相結(jié)構(gòu)，金屬材料的合金成分不同，熱處理以后會有不同的微觀顯微組織。為了滿足對金屬材料各種性能的要求，對金屬材料進行強韌化處理，加入合金成分進行固溶強化，冷變形回復(fù)再結(jié)晶細晶強化，塑性變形增加金屬材料的位錯強化。金屬材料強韌化處理以后，可以應(yīng)用在工程和機械方面，有工程結(jié)構(gòu)鋼、機械制造結(jié)構(gòu)鋼，應(yīng)用在工具制造和耐熱耐高溫的高科技行業(yè)，有工具鋼、高溫合金鋼。熱處理的發(fā)展有整體熱處理、表面熱處理、化學(xué)熱處理，我國先進的熱處理設(shè)備和熱處理技術(shù)為我國現(xiàn)代化建設(shè)作出了重要貢獻。
1、金屬材料的微觀晶體結(jié)構(gòu)
金屬材料都是晶體結(jié)構(gòu)，如果金屬在液態(tài)急冷也會形成非晶態(tài)組織。晶體有單晶體和多晶體，單晶體是單一位向的晶體，多晶體是不同位向的晶體，晶體的不同位向我們稱之為晶粒。
金屬材料的晶體結(jié)構(gòu)有體心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格，各種晶格結(jié)構(gòu)的晶體都有它的晶向指數(shù)和晶面指數(shù)。晶向指數(shù)的確定方法是建立坐標系，求坐標uvw，化整數(shù)uvw，加中括號，晶面指數(shù)的確定方法是建立坐標系，求截距、取倒數(shù)、化整數(shù)、加小括號。金屬材料的微觀顯微組織由各個相組成，所謂相就是金屬材料中結(jié)構(gòu)相同、成分性能均一的組成部分。金屬材料合金成分在金屬晶體中固溶，金屬材料晶體結(jié)構(gòu)中存在空位、間隙原子，存在位錯，還有晶界、相界以及表面。
2、金屬材料合金成分的溶入析出理論
金屬材料由金屬晶體加入合金成分固溶在金屬晶體的晶胞內(nèi)，合金成分它們的原子以分子間力、金屬鍵、共價鍵、離子鍵的結(jié)合力的形式固溶。金屬材料合金成分的原子在金屬晶體的晶胞內(nèi)的固溶位置隨溫度而變化，溫度升高原子逐漸固溶在金屬晶體的晶胞心部，快速冷卻時原子析出在金屬晶體的晶胞表面，金屬材料的晶格結(jié)構(gòu)從體心立方晶格轉(zhuǎn)變成面心立方晶格和密排六方晶格。金屬材料合金成分的原子從晶胞心部向晶胞表面的析出過程是微觀相結(jié)構(gòu)的形成過程，在熱處理冷卻過程中不同的冷卻轉(zhuǎn)變溫度析出具有不同形態(tài)的相組織。從加熱狀態(tài)快速冷卻至室溫的金屬材料晶格結(jié)構(gòu)之間的轉(zhuǎn)變我們稱之為金屬材料的相變。
金屬材料的熱處理過程是金屬材料加熱、保溫和快速冷卻的過程，在熱處理加熱過程中，隨著溫度的升高，金屬材料的合金成分在金屬晶體晶胞內(nèi)的溶入度不斷增大，從加熱保溫狀態(tài)以一定的冷卻速度冷卻，隨著金屬材料合金成分在金屬晶體晶胞內(nèi)的溶入度迅速減小，合金成分析出在金屬晶體的晶胞表面，在室溫下可以從電子顯微鏡觀察到不同的微觀相組織。
3、金屬材料合金成分和力學(xué)性能
金屬材料中的合金成分可以增加金屬材料的強度。金屬材料合金成分不同，原子之間的結(jié)合力不同，則金屬材料的力學(xué)性能不同。純金屬只有一種金屬原子，它們原子之間的結(jié)合力我們稱之為分子間力。如果固溶的合金元素是金屬元素，則固溶的合金元素之間形成金屬鍵，如果固溶的合金元素是金屬元素和非金屬元素，則形成共價鍵，兩個原子各提供一個價電子形成的共價鍵稱為一般共價鍵，由一個原子單獨提供價電子形成的共價鍵稱為配位共價鍵。如果固溶的合金原子結(jié)合力強形成離子鍵，離子鍵是金屬原子的核外電子進入非金屬原子的核外電子軌道形成離子鍵化合物。
在熱處理中，同樣的冷卻轉(zhuǎn)變溫度不同的金屬材料有不同的微觀析出形態(tài)，這和金屬材料原子之間的結(jié)合力有關(guān)，原子之間的結(jié)合力不同原子析出速度不同，形成不同的微觀相結(jié)構(gòu)，材料因此具有不同的強度、硬度等力學(xué)性能。
4、金屬材料原子的結(jié)合力和防腐蝕性
金屬材料要具有很強的抗氧化和抗腐蝕的能力。空氣、蒸汽、水屬于弱腐蝕介質(zhì)，酸、堿、鹽屬于化學(xué)侵蝕性介質(zhì)。在金屬材料中間隙固溶的合金原子之間存在結(jié)合力，如果金屬晶體的原子和合金成分原子之間也存在結(jié)合力，則間隙固溶的合金成分的原子能量增加，間隙原子置換出金屬晶體的原子，置換出的金屬原子進入金屬晶體的空位或表面，進入表面的金屬晶體原子和弱腐蝕介質(zhì)或者化學(xué)浸蝕性介質(zhì)的原子結(jié)合形成化合物，金屬材料就會被氧化腐蝕。
如何防止金屬材料氧化腐蝕，就是要防止金屬材料的金屬晶體的原子被合金原子置換。金屬材料的合金原子固溶后由于間隙固溶原子會造成晶格綺變，原子核對電子的束縛力很大，形成自由電子可能性很小，而間隙固溶的原子核外電子軌道的重疊很多，能形成穩(wěn)定的化學(xué)鍵。如果合金材料中加入一種金屬合金元素則金屬原子之間以分子間力的形式形成穩(wěn)定的固溶體。如果加入兩種不同的金屬合金元素則形成穩(wěn)定的金屬鍵固溶體，如果加入兩種合金元素一種是金屬一種是非金屬，則形成穩(wěn)定的共價鍵化合物或離子鍵化合物固溶體。如果是兩種合金元素則原子數(shù)要相同，否則多余的合金原子容易和金屬晶體的原子形成結(jié)合力，容易置換出金屬晶體的原子，造成氧化腐蝕。我們可以用原子之間結(jié)合力的方式設(shè)計合金成獲得
具有優(yōu)良性能的金屬材料。
5、金屬材料微觀相結(jié)構(gòu)的相變理論
金屬材料在熱處理中同一個相變溫度則形成單相組織，不同相變溫度則形成多相組織。以鐵碳合金的熱處理微觀顯微組織分析，亞共析鋼緩慢冷卻得到鐵素體和珠光體組織。鐵素體是白色的塊狀組織，珠光體是黑色的片狀組織。鐵素體和珠光體的形成是金屬材料加熱、保溫、冷卻過程中，合金成分從金屬晶體的晶胞內(nèi)析出在金屬晶體的晶胞表面，由于在加熱的高溫狀態(tài)緩慢冷卻因此金屬材料的冷卻轉(zhuǎn)變溫度高，原子的析出速度慢，析出的合金成分慢慢聚集形成珠光體片狀組織，合金成分含量很少的晶胞形成白色的鐵素體塊狀組織。
如果熱處理過程中金屬材料的冷卻速度快，冷卻轉(zhuǎn)變溫度低，原子的析出速度快。如果貝氏體冷卻轉(zhuǎn)變溫度偏高則金屬材料合金成分的原子在金屬晶體的晶胞表面析出形成羽毛狀的上貝氏體組織，如果貝氏體冷卻轉(zhuǎn)變溫度偏低則形成針狀或竹葉狀的下貝氏體組織。
如果金屬材料在冷卻介質(zhì)中快速冷卻，原子的析出速度快，因此合金成分在很短的時間內(nèi)快速析出在金屬晶體的晶胞表面形成板條狀馬氏體組織。在板條狀馬氏體組織形成的同時，出現(xiàn)殘余奧氏體組織，殘余奧氏體組織是金屬材料合金成分析出在金屬晶體晶胞表面以后的組織。
6、結(jié)論
（1）金屬材料的合金成分固溶在金屬晶體的晶胞內(nèi)，在熱處理過程中隨著溫度的變化合金成分在金屬晶體的晶胞內(nèi)溶入析出，金屬晶體的晶格結(jié)構(gòu)從合金成分溶入金屬晶體晶胞心部的體心立方晶格轉(zhuǎn)變成合金成分析出在金屬晶體晶胞表面的面心立方晶格和密排六方晶格。
（2）金屬材料間隙固溶的金屬或非金屬原子由于原子核對電子軌道電子的束縛力大，電子軌道的重疊較多，如果合金成分的金屬或非金屬的原子配位數(shù)相同，則可以形成穩(wěn)定的固溶體。如果可以避免金屬晶體的原子被置換，有效防止金屬材料的氧化腐蝕。
（3）微觀顯微組織的相結(jié)構(gòu)是在熱處理中合金成分的原子在金屬晶體的晶胞表面析出形成的。不同的過冷轉(zhuǎn)變溫度析出具有不同形態(tài)的相結(jié)構(gòu)。金屬材料在熱處理過程中金屬晶體晶格結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變我們稱之為相變。
關(guān)鍵詞：相變；保溫材料；建筑；節(jié)能；工程
一、前言
在建筑施工過程中隨著新工藝和新技術(shù)的不斷發(fā)展，保溫材料在建筑中的應(yīng)用也越加的廣泛，在建筑施工過程中相變保溫材料作為一種新的保溫材料正在被廣泛的使用。
二、保溫材料特點
1、真空隔熱板。在以往建筑工程項目的建設(shè)過程中，所用的保溫材料，其厚度相對比較大，易減少層和層之間的距離，出現(xiàn)窗洞不斷加深等各種問題，為有效地解決這些問題，出現(xiàn)了一種新的保溫材料，即真空隔熱板，該材料自身較薄，同時所排放的CO量也較小，在其外表面裹有相應(yīng)的紙質(zhì)與金屬外殼，在殼間形成真空，且填充了纖維、壓縮硅酸鹽與泡沫塑料等，其中所填充的這種纖維為多孔。真空隔熱板作為一種高效且新型的材料，其應(yīng)用前景非常廣泛。
2、復(fù)合型硅酸巖保溫材料。該材料含有硅酸鹽、鋁以及鎂等物質(zhì)，是一種非金屬的礦物基料，通過添加相應(yīng)的輔助原料與化學(xué)添加劑，借助于新技術(shù)以及新工藝的應(yīng)用制造而成。縱觀我國當(dāng)前建筑材料市場，這種材料是當(dāng)前最為理想的一種保溫材料，其導(dǎo)熱系數(shù)相對較低、用料厚度也比較少且熱損也比較小，具有無毒特性，不會對設(shè)備造成腐蝕，也不會對環(huán)境造成污染，屬于一種高效保溫且輕質(zhì)性的材料。除此之外，相對于其他類型的保溫材料而言，該材料還具有無粉塵與無刺激等特點，能夠?qū)ζ溥M行任意地裁剪，便于施工等。
三、外墻保溫特點
不同的建筑在節(jié)能上的要求不同，根據(jù)節(jié)能標準在施工時將保溫材料同墻體固定復(fù)合，通過該種方式降低建筑墻體的導(dǎo)熱系數(shù)，達到隔熱的目的，使得建筑具有更好的保溫能力。保溫材料大多為導(dǎo)熱系數(shù)較低的塊材或者松散材料，可以通過直接粘附于墻上的辦法進行安裝，也可以將材料同外裝飾一齊掛在墻面上。外墻保溫分為三種：外保溫、夾心保溫以及內(nèi)保溫，就保溫效果而言，外保溫效果最佳。以下就外保溫特點展開敘述：
1、外保溫能夠消除熱橋效應(yīng)。
2、建筑采用外保溫的形式后，能夠使得室內(nèi)貯存更多熱量，這是由于保溫材料內(nèi)部實體墻熱容較大，因而可以達到保溫的目的。
3、對外保溫加強后，以室內(nèi)熱環(huán)境保持為前提對室溫做適當(dāng)?shù)慕档停坏軌虮ＷC室內(nèi)環(huán)境溫度的適宜，同時還能夠降低能耗，以此節(jié)約能源減少采暖負荷。
4、由于墻體外添加了外保溫材料，因此建筑內(nèi)部的主體墻溫度會相對較高，從而濕度相對較低。由于保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)較小因此主體墻熱應(yīng)力減小，因而裂縫、變形以及破損等主體墻的病害出現(xiàn)幾率就會相對降低。
5、外墻保溫優(yōu)點概述：
（1）外墻保溫從技術(shù)結(jié)構(gòu)上分析能夠減少外界環(huán)境（降水、紫外線、溫度等）對主體結(jié)構(gòu)造成的不良影響。
（2）擴大使用空間。由于外墻保溫材料設(shè)置在外部，因此會節(jié)約內(nèi)部空間。
（3）在舊房改造中能夠發(fā)巨大的優(yōu)勢，且不會干擾人們的正常生活。
四、相變保溫材料在建筑工程節(jié)能技術(shù)中的應(yīng)用
1、相變保溫材料在建筑工程中的應(yīng)用特點
在建筑工程的施工建設(shè)中，采用相變保溫材料能夠大大提升工程的施工效率、促進工作進度和增加工程效益，這也給我國的可持續(xù)發(fā)展和建設(shè)和諧社會提供了新的途徑，同時這也是可持續(xù)發(fā)展觀念和建設(shè)和諧社會主義目標的主要途徑。變形保溫材料在建筑工程中的主要特點有如下幾點。
（1）新型保溫材料
一些性能良好的節(jié)能保溫材料對于建筑的保溫起到了很好的作用，這也讓現(xiàn)代建筑實現(xiàn)了大規(guī)模的節(jié)能目標。且在國外，一些發(fā)達國家已經(jīng)在建筑節(jié)能保溫材料方面取得了突破性的成果。
（2）紅外熱反射技術(shù)
紅外熱反射技術(shù)是最近新興保溫技術(shù)，它的工作原理是通過在建筑物的內(nèi)部或者外表以及護結(jié)構(gòu)的空氣間層中通過采用高純度的鋁箔或者其他的一些高效熱反射材料，將絕大部分的紅外線反射回去，從而達到隔絕建筑物內(nèi)部熱量的散失、提高居住環(huán)境的舒適程度的目的。
2、配制漿料
保溫漿料需要專業(yè)人員來配制，這樣才不會出現(xiàn)攪拌不勻而出現(xiàn)保溫效果失常的情況。
3、抹底層相變節(jié)能材料
保溫層應(yīng)當(dāng)分成三次涂抹，且每一次的厚度應(yīng)當(dāng)控制在10～12mm左右。每次涂抹的間隔時間也不能太短，這樣才能夠保證涂抹層的穩(wěn)定性。
五、相變材料與隔熱材料的具體應(yīng)用
節(jié)能環(huán)保意識的逐漸增強，促使人們對房屋建筑質(zhì)量在節(jié)能環(huán)保方面的要求有所提高，建筑市場對保溫隔熱型環(huán)保材料的應(yīng)用也變得更加重視。隨著深入探索與實踐，隔熱保溫材料在墻體中的應(yīng)用理論和技術(shù)日益完善和成熟。外墻保溫材料的應(yīng)用主要分為三類：內(nèi)保溫、外保溫以及空夾心復(fù)合型墻體保溫。外墻保溫材料的應(yīng)用使得建筑節(jié)能環(huán)保效果有了大幅度的提高。由于保溫隔熱材料自身導(dǎo)熱系數(shù)低、構(gòu)成材質(zhì)強，熱穩(wěn)定性極佳，同時耐火、耐氣候性強等特點，因此較之一般材料，具有非常顯著的優(yōu)越性。特別是保溫隔熱材料具備良好的抗壓性、耐火性，極其適合現(xiàn)代建筑的實際需求。目前市場中還有一些玻璃材料，具有非常良好的保溫效果，而且種類日益繁多，比如吸熱玻璃、調(diào)光玻璃、熱反射玻璃、低輻射玻璃等，在實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能、降低污染的同時，還能充分滿足人們的個性化需求，因此在現(xiàn)代建筑中可以廣泛利用。
基于標準房間熱過程模擬的非穩(wěn)態(tài)傳熱模型，并采用專用氣象數(shù)據(jù)對相變材料的兩種不同應(yīng)以北京的建筑為例，就外墻的保溫節(jié)能工程進行闡述。
對于被動式建筑，可充分利用白天太陽能和夜間冷風(fēng)自然資源，將相變材料應(yīng)用于被動式建筑中，在夏天材料可吸收室內(nèi)多余熱溫，進而降低室內(nèi)溫度波動幅度，可蓄存夜間冷風(fēng)量，使室內(nèi)始終保持較好的舒適度。通過對北京地區(qū)建筑有外保溫和無外保溫、內(nèi)墻為相變墻體和普通墻體的夏季室內(nèi)溫度變化情況進行分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)內(nèi)墻采用相變墻體且墻體熔點合適時，被動式建筑房間的溫度在整個夏季都會滿足舒適度要求，而應(yīng)用隔熱材料則不利于夜間散熱，其降低室溫的效果不明顯，在某種情況下甚至?xí)霈F(xiàn)室外溫度較低但室內(nèi)溫度卻較高的情況。通過對冬季有外保溫和無外保溫、內(nèi)墻為相變墻體和普通墻體的室內(nèi)溫度逐時變化情況進行分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)被動式建筑采用的內(nèi)墻為相變墻體時對室內(nèi)溫度的影響較小，只有在室溫接近墻體熔點時才會發(fā)生相變，相變材料作用無法得到有效發(fā)揮，而隔熱材料卻具有良好的保溫效果。綜合考慮冬季、夏季外保溫和相變墻體對被動式建筑室內(nèi)溫度的影響時，無法選擇較為合適熔點的相變墻體同時滿足北京地區(qū)建筑對冬夏兩季舒適度的要求，雖然外保溫在夏季無法發(fā)揮作用，但是在冬季具有良好的保溫效果，所以采用隔熱材料來提高被動式建筑舒適度更為合理。
對于相變材料與隔熱材料在主動式建筑中的應(yīng)用則可通過空調(diào)、采暖運行過程中的耗電量來對兩者應(yīng)用效果進行比較分析。主動式建筑在冬季采暖期間，采用相變蓄能式電加熱地板采暖系統(tǒng)，白天耗電量較低，只是普通房間的20%左右，這有利于緩解白天供電緊張的情況，同時也可大大節(jié)約采暖費，而采用隔熱材料時不僅耗電量低，采暖費的節(jié)約率也更高。在夏季，主動式建筑北墻采用相變墻體時，其單位面積空調(diào)冷耗量最小，相較于普通房間要低約16%，而在墻體內(nèi)設(shè)置保溫層或是添加相變材料空調(diào)降耗效果并不明顯。雖然夏季使用相變墻體能夠降低冷耗量，但是針對北京地區(qū)氣象條件，其冬季采暖比重更高，由此可以推斷，若綜合考慮全年空調(diào)采暖耗量，選擇外保溫比較合適。
六、結(jié)束語
在建筑設(shè)計施工過程中我們要不斷的提高節(jié)能意識，在建筑施工中應(yīng)用新工藝和新技術(shù)來提高節(jié)能效果。
參考文獻：
關(guān)鍵詞：相變儲能；復(fù)合技術(shù)；節(jié)能
Abstract: Inductive analysis of phase change energy storage room features and construction forms, review of energy conservation technology research status in phase change energy storage room in the composite phase change wall of passive solar house, phase change energy storage electric floor heating, pointed out that the phase change energy storage room and renewable natural energy utilization and technology research.
Key words: phase change energy storage; composite technology; energy saving
中圖分類號：TU2文獻標識碼：A
引言
建筑圍護結(jié)構(gòu)作為室內(nèi)外環(huán)境的分界面, 承擔(dān)的功能主要有視野、采光、遮陽與隔熱、保溫(散熱)、通風(fēng)和隔聲六大方面, 將相變材料融入建筑維護結(jié)構(gòu)進而改進建筑圍護結(jié)構(gòu)形式與熱性能, 是建筑節(jié)能的重要途徑，成為近些年建筑節(jié)能工作的一個亮點。相變儲能房間在提高房間熱舒適性、減少暖通空調(diào)能耗以及調(diào)節(jié)城市電網(wǎng)晝夜電力峰谷差方面展示了其獨特的引人關(guān)注的優(yōu)勢。
1.相變儲能房間構(gòu)建形式與特點
相變材料具有潛熱蓄熱密度大，蓄放熱過程近似絕熱，傳熱溫差小的優(yōu)點。將相變材料融入建筑維護結(jié)構(gòu)就構(gòu)成了相變儲能房間，它可以緩解建筑物的能量供求在時間和強度上不匹配的矛盾，對建筑物的供暖，空調(diào)負荷起到削峰填谷的作用。相變材料與建筑材料相結(jié)合不僅可以縮小冷熱源的規(guī)模，節(jié)約初投資，而且，由于電網(wǎng)負荷峰谷電價分計制的實行，還可以降低供暖、空調(diào)系統(tǒng)的運行費用。
2.典型相變儲能房間節(jié)能技術(shù)
2.1 復(fù)合相變墻體被動式太陽房
將相變材料復(fù)合到現(xiàn)有建材中, 可以在建筑承重增加較小的條件下有效增大建筑熱慣性, 減小室內(nèi)溫度波動, 改善房間熱性能。 按照蓄能的方式可分為被動蓄能式相變建筑圍護結(jié)構(gòu)和主動蓄能式相變建筑圍護結(jié)構(gòu)。 被動蓄能式建筑圍護結(jié)構(gòu)主要依靠室溫的變化或接受太陽輻射熱流等方式吸收和釋放熱量。
人們分析了采用相變墻建筑適用的氣候條件, 并通過數(shù)值方法模擬和評價了相變墻房間在我國不同氣候地區(qū)的使用效果, 說明了相變墻建筑在我國不同地區(qū)使用的優(yōu)點和局限性, 并對給定的氣象條件和相變墻房間, 討論了夏季“空調(diào)”型相變墻的優(yōu)化設(shè)計方法。
2.2相變儲能耗電地板采暖
2.2.1 相變儲能地板直接電采暖技術(shù)
相變儲能地板直接電采暖就是將晚間廉價電能轉(zhuǎn)化成熱能儲存在相變材料中，白天的時候相變材料凝固放熱提供采暖熱能。馮國會等人[16]研制出了一種電采暖相變儲能地板，所選相變材料為48號石蠟，設(shè)定16℃室溫時，相變材料所蓄存的熱量可以供白天9個小時使用，移峰填谷效率為53％，具有較好的節(jié)能效益。
2.2.2 相變儲能電加熱地板下送風(fēng)技術(shù)
直接式電加熱儲能地板采暖雖然有一些優(yōu)點，但是只適于晝夜均有人活動的住宅類建筑，在辦公建筑中使用會有些浪費，相變儲能電加熱地板下送風(fēng)技術(shù)在晚上的時候?qū)⒘畠r電能轉(zhuǎn)化為熱能，相變材料蓄存的熱能在白天人們辦公的時候釋放采暖可以達到減少這種浪費的效果。
研究人員提出了一種利用定型相變材料蓄存夜間廉價電能，并能控制放熱速率的地板下送風(fēng)式相變儲熱電采暖系統(tǒng)，搭建了應(yīng)用此系統(tǒng)的實驗房間并進行了實驗，結(jié)果表明該系統(tǒng)的蓄放熱性能較好，白天的電熱負荷全部轉(zhuǎn)移到夜間低谷電價時段。
2.2.3相變儲能夜間水源熱泵采暖技術(shù)
夜間的廉價電能直接用來采暖，從一次能源利用系數(shù)的角度講是很浪費的，如果將這個時期的電能驅(qū)動水源熱泵制備熱水，熱能儲存在相變材料中，白天的時候相變材料凝固放熱提供采暖熱能，不會存在“高能低用”的問題，由于熱泵的COP比較高，這樣的系統(tǒng)將會有比較好的節(jié)能和經(jīng)濟效益。
3.相變儲能房間可再生自然能源利用
3.1 研究存在問題
相變儲能構(gòu)件熱性能和配置方式的研究可以優(yōu)化維護結(jié)構(gòu)的熱物性參數(shù)，大大增強維護結(jié)構(gòu)的衰減和延遲作用，所起作用有以下幾點：（1）在部分地區(qū)以及廣大大地區(qū)的特定時間段，不采用或少采用采暖或空調(diào)就可以達到舒適溫度；（2）使用相變墻板能使采暖設(shè)備容量選型減少約1/3-1/2；（3）在采暖和空調(diào)的過程中，結(jié)合相變儲能技術(shù)就可以大大減少常規(guī)能源的消耗；（4）更進一步而言，相變儲能技術(shù)與可再生自然能源的利用可以極大的降低建筑能耗甚至不用消耗常規(guī)能源。
相變儲能房間可再生自然能源的利用主要包括冬季太陽能采暖和夏季夜間蓄冷兩個方面，盡管都有學(xué)者進行了研究，但是存在以下問題：（1）限于市場上沒有成熟的太陽能空氣集熱器產(chǎn)品，相變儲能技術(shù)與太陽能熱空氣采暖技術(shù)在常規(guī)建筑房間中的集成與應(yīng)用存在瓶頸。（2）太陽能熱水采暖系統(tǒng)的應(yīng)用趨向成熟，但是與相變儲能構(gòu)件在建筑中的集成應(yīng)用還缺乏實際研究，且儲能作用對太陽能熱水采暖系統(tǒng)的影響以及整套系統(tǒng)的優(yōu)化都需要進行研究。（3）夏季夜間通風(fēng)蓄冷的技術(shù)手段不多也不夠成熟，利用空調(diào)蓄冷的研究在國內(nèi)更為少見。(4) 相變儲能房間可再生自然能源利用的系統(tǒng)冬夏季都可以發(fā)揮作用的研究有待進行，比方相變材料在冬季太陽能采暖和夏季夜間蓄冷中都能發(fā)揮作用，或者通過材料簡單替換就可以實現(xiàn)系統(tǒng)冬夏兩用。
3.2 研究潛能
相變墻房間可再生能源的利用需要研究的內(nèi)容很多，節(jié)能潛力巨大。筆者結(jié)合所在課題組的研究基礎(chǔ)，提出了理想的原始系統(tǒng)集成方案：a.對儲能式太陽能熱風(fēng)系統(tǒng)而言，墻體由普通墻部分和相變墻部分組成，相變墻部分應(yīng)該是有中空結(jié)構(gòu)，在墻體的外側(cè)是太陽能空氣集熱裝置，當(dāng)相變墻體蓄熱達到飽和之后，集熱板下側(cè)的蓋板開啟，送風(fēng)口停止向蓄熱墻送風(fēng)，開始向房間送被加熱的外部新風(fēng)。b.對儲能式太陽能熱水系統(tǒng)而言，熱水在外部太陽能熱水集熱模塊與室內(nèi)儲能地板（或墻體）間直接循環(huán)，最大程度利用太陽熱能。白天相變墻體和地板蓄熱，晚上通過輻射方式，向房間散熱。c.采暖季節(jié)出現(xiàn)陰雨天，采用夜間廉價電能或者生物質(zhì)燃料鍋爐采暖。d.相變墻體（或地板）在夏季可以實現(xiàn)夜間蓄冷或者單體空調(diào)蓄冷。
4.結(jié)論
（1）相變儲能房間節(jié)能技術(shù)涵蓋面廣，各方面都有人進行研究，其中模擬和在小尺寸樣板房上的實驗研究居多，在普通商用、民用甚至工業(yè)用建筑中使用相變儲能技術(shù)的研究工作應(yīng)該深入。
（2）相變儲能房間技術(shù)的研究一般比較單一，技術(shù)集成研究有待突破。
（3）相變墻房間可再生能源的利用技術(shù)方面的研究較為薄弱，具有極大節(jié)能和研究潛力。
[參考文獻]
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關(guān)鍵詞：FTC相變保溫材料；施工；優(yōu)缺點；效果
我單位于2012年在某地承建一棟綜合樓，主要功能包括辦公、會議、住宿、就餐等。建筑平面布置為“L”形，為三層框架結(jié)構(gòu)，總建筑面積約為2500O。其地區(qū)室外氣象主要參數(shù)為：
1.夏季空調(diào)室外計算溫度：31.6℃；夏季空調(diào)室外計算濕球溫度：21.5℃；
2.冬季采暖室外計算溫度：-16℃；冬季空調(diào)室外計算溫度：-19℃；
3.通風(fēng)室外計算溫度：夏季28℃，冬季-10℃；
4.夏季平均室外風(fēng)速：2.5m/s，主導(dǎo)風(fēng)向SSE；
5.冬季平均室外風(fēng)速：1.8m/s，主導(dǎo)風(fēng)向NNW；
6.大氣壓力：夏季889.6hPa，冬季902.0hPa。
由于場地處于寒冷地區(qū)，根據(jù)國家有關(guān)規(guī)定，對于寒冷地區(qū)的居住、公共建筑應(yīng)采取有效節(jié)能措施，以滿足建筑節(jié)能的要求。因此，我單位在施工中采用FTC相變保溫材料進行外墻保溫。
一 FTC相變保溫材料的蓄熱機理
FTC相變保溫材料具有在一定溫度范圍內(nèi)改變其物理狀態(tài)的能力。以固-液相變?yōu)槔诩訜岬饺刍瘻囟葧r，就產(chǎn)生從固態(tài)到液態(tài)的相變，熔化的過程中，F(xiàn)TC相變保溫材料吸收并儲存大量的潛熱；當(dāng)相變材料冷卻時，儲存的熱量在一定的溫度范圍內(nèi)要散發(fā)到環(huán)境中去，進行從液態(tài)到固態(tài)的逆相變。在這兩種相變過程中，所儲存或釋放的能量稱為相變潛熱。物理狀態(tài)發(fā)生變化時，材料自身的溫度在相變完成前幾乎維持不變，形成一個寬的溫度平臺，雖然溫度不變，但吸收或釋放的潛熱卻相當(dāng)大。
二 FTC相變保溫材料的特點
1.FTC相變保溫材料的適用范圍
FTC相變保溫材料適用于工業(yè)與民用建筑、與各類建筑的外墻外保溫（涂料或貼磚等飾面）：外墻內(nèi)保溫；分戶隔墻、吊頂、樓悌間、屋面、頂柵等需要隔聲、保溫隔熱的部位。
2. FTC保溫砂漿產(chǎn)品性能
潛熱值≥2000
干表觀密度（kg/m3）≤350
壓剪粘結(jié)強度kPa≥50
抗壓強度kPa≥200
線性收縮率（%）≤0.3
燃燒性能 A級
水蒸氣溫流密度g/（m2.h）≥1.2
當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)（w/m.k）≤0.029
導(dǎo)熱系數(shù)（w/m.k）≤0.060
建筑材料放射性核素限量 1Ra≤1.0 1r≤1.0
3. FTC保溫砂漿防火性能
防火性能達到A級（不燃）。
三 FTC相變保溫材料的施工工藝
1. 施工條件
（1）門窗框應(yīng)安裝牢固，并按設(shè)計或規(guī)范要求將四周門窗口縫塞嚴嵌實，門窗框應(yīng)做好保護，然后用1：3水泥砂漿塞嚴抹平。
（2）FTC外墻保溫的施工圖、設(shè)計說明及其他設(shè)計文件己完成，施工作業(yè)方案已完成。
（3）墻面基層已按要求清理干凈，腳手眼、臨時孔洞己堵好，窗臺、窗套等己補修整齊。
（4）外保溫施工前根據(jù)施工方案己完成施工技術(shù)交底工作。
（5）施工現(xiàn)場環(huán)境溫度及基層表面溫度在施工中及施工后24h內(nèi)均不得低于5℃，風(fēng)力應(yīng)不大于5級，風(fēng)速不宜大于10m/s，夏季應(yīng)避免陽光曝曬，嚴禁雨天施工。雨季施工時應(yīng)做好防雨措施。
（6）外墻上人爬梯、水落管管卡、各類預(yù)埋件、空調(diào)板欄桿等已安裝完畢，并預(yù)留出外保溫層及飾面層厚度。
2. 基層處理
（1）對砌體填充墻進行全面檢查，對腳手架孔洞采用C20細石砼進行填塞，剔除砌體表面粘接砂漿及雜物。
（2）清理混凝土墻面上殘留的浮灰、脫模劑、油污等雜物及抹灰空鼓部位等。
（3）剔除柱接槎處劈裂的混凝土塊、夾雜物、空鼓等，并重新進行修補；窗臺挑檐按照2%用水泥砂漿找坡，外墻各種洞口用細石砼填塞密實。
（4）對墻體表面平整度、垂直度檢查，超差時對突出墻面處進行剔鑿打磨，對凹進部位進行找補；以確保整個墻面的平整度、垂直度滿足規(guī)范要求，陰陽角方正、上下通順。
（5）混凝土結(jié)構(gòu)表面用水泥素漿掃毛，砌體結(jié)構(gòu)部分將表面浮塵清除干凈，做5-10mm厚1：3水泥砂漿找平層后進行保溫層施工。
（6）外墻保溫施工前應(yīng)提前澆水濕潤，確保與保溫層粘結(jié)良好，不出現(xiàn)空鼓、裂縫現(xiàn)象。
3. 施工流程及方法
（1）流程
做平整度、垂直度處理貼餅、沖筋基層處理分層涂抹FTC材至設(shè)計厚度固定鋼絲網(wǎng)涂抹FTC材料壓玻纖網(wǎng)布噴憎水劑或抹抗裂水泥砂漿。
（2）施工作法，外墻涂飾工程做法
①做平整度垂直度處理；
②貼餅、沖筋；
③基底處理抹FTC相變保溫材料15mm；
④分層抹FTC相變保溫材料15mm；
⑤固定鋼絲網(wǎng)；
⑥涂抹FTC相變保溫材料15mm；
⑦壓玻纖網(wǎng)格布；
⑧噴憎水劑（由于第一次使用此新產(chǎn)品，為保證質(zhì)量，我單位未使用憎水劑，而采用抗裂砂漿）。
（3）配制漿料
需設(shè)專人專職進行人工攪拌保溫漿料。按水與材料1：1.5（重量比）攪拌均勻，成膏狀稠度適中，并有一定黏度，保溫層漿料應(yīng)在4h內(nèi)用完。
（4）貼餅、沖筋
保溫施工前必須先找好方正，用經(jīng)緯儀將大角控制線放出彈好墨線，保證大角垂直度，墻面橫向用水準儀將水平控制線放出彈好墨線，保證水平橫向平直。根據(jù)保溫設(shè)計厚度，在頂部墻面大角處固定鋼線，掛垂直。根據(jù)垂直控制通線做垂直方向灰餅，再根據(jù)兩垂直方向灰餅之間的通線，做墻面保溫層厚度灰餅，每灰餅之間的距離（橫、豎、斜向）不超過2m。灰餅可用保溫漿料做，門窗口陽角等處按控制線上下做灰餅保證門窗方正及幾何尺寸。
（5）抹底層FTC相變保溫材料
保溫層分三次進行，每次抹灰厚度最適宜一般在15mm左右。每遍時間間隔不可太短以保證每層施工質(zhì)量。在墻體濕潤的情況下抹底層FTC節(jié)能材料，用壓尺刮平找直，用木抹板搓毛。搓毛后，全面檢查其垂直度、平整度、陰陽角是否方正、順直，發(fā)現(xiàn)問題及時修補（或返工）處理。
（6）抹中層FTC相變保溫材料
保溫層二次施工前應(yīng)對底層保溫進行全面檢查，自檢完畢后上報監(jiān)理、建設(shè)單位，監(jiān)理、建設(shè)單位驗收合格同意后，再進行二次保溫層施工，中層施工做法同底層。
（7）固定鍍鋅鋼絲網(wǎng)
①待中層保溫材料干燥后方可進行鍍鋅鋼絲網(wǎng)的固定。
②在墻身陰、陽角處必須從兩邊墻身埋貼的網(wǎng)格布雙向繞角且相互搭接，各面搭接寬度為不小于200mm。
③將大面鋼絲網(wǎng)沿長度、水平方向繃直繃平。注意將彎曲的一面朝里放置，開始大面積的埋貼，鋼絲網(wǎng)搭接長度均應(yīng)大于40mm，搭接部位以不大于30CM的距離用鍍鋅鉛絲將兩網(wǎng)綁扎在一起。裁剪鋼絲網(wǎng)過程中不得將網(wǎng)形成死折，在鋪貼過程不得形成網(wǎng)兜，褶皺、翹邊。
（8）安裝固定件
①鍍鋅鋼絲網(wǎng)采用尼龍錨栓固定件固定，按照方案要求的位
置用沖擊鉆鉆孔，要求鉆孔深度進入基層墻體內(nèi) 40mm。
②固定件按水平間距450mm，垂直間距500mm設(shè)置，梅花形布置，陰陽角部位距離陰陽角200mm開始布置。
③操作時，尼龍錨栓需擰緊，使用根部帶切割刀片的沖擊鉆，切割刀片的大小、切入深度與釘帽相一致，方可確保膨脹釘尾部膨脹部分因受力回擰膨脹使之與基體充分擠緊。
（9）抹面層FTC相變保溫材料
①鍍鋅鋼絲網(wǎng)固定完成后，進行面層FTC相變保溫材料抹面施工，厚度在10～13mm之間。
②所有陽角部位，面層砂漿均應(yīng)作成尖角，不得做成圓弧。
③面層砂漿施工應(yīng)選擇施工時及施工后24h沒有雨的天氣進行，避免雨水沖刷造成返工。
④施工時應(yīng)達到貼餅、沖筋的厚度，并用大杠搓平，使墻面平整度達到要求。
（9）抹面層抗裂砂漿
面層抗裂砂漿初凝前收光時，把玻纖網(wǎng)格布用抹子直接鋪壓
在材料表面，同時收光，嚴禁漏鋪。平面玻纖網(wǎng)格布之間順序搭接，其搭接寬度80mm為宜。
四 FTC相變保溫材料的優(yōu)缺點分析
優(yōu)點：
1.節(jié)能效果好
突破傳統(tǒng)保溫材料單一熱阻性能，具有熱熔性和熱阻性兩大絕熱性。通過二元相變原理，相變潛熱值大，具有較高蓄熱密度，蓄、放熱過程近似等溫的特點，節(jié)能效果明顯。經(jīng)國家權(quán)威部門檢測3.8cm厚FTC相變保溫材料優(yōu)于5cm厚擠塑板保溫性能，達到節(jié)能65%要求。從而，為建筑節(jié)能提供新的可靠途徑。經(jīng)國家建設(shè)部科技成果鑒定：相變保溫材料引進了相變蓄能機理，潛熱值較大，通過材料相變，熔化吸熱，凝結(jié)放熱使室內(nèi)溫度相對平衡，達到建筑節(jié)能，推廣后會有較好的社會和經(jīng)濟效益，該項研究成果對相變蓄能在建筑相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域有技術(shù)方面的推進，具有國內(nèi)先進水平。
2. 安全可靠
相變材料與基底整體粘結(jié)，隨意性好，無空腔，避免負風(fēng)壓撕裂和脫落。有效克服板材拼接后邊肋、陽角外翹變形面磚脫落等問題。材料中有機物與主墻基底存在的游離酸反應(yīng)，形成化合物，滲入主墻微孔隙中，形成共同體，確保干態(tài)粘結(jié)性，并改善濕態(tài)粘結(jié)保值率，具有極好粘結(jié)性。選用空心微珠、天然無機纖維等保溫原材料，使其結(jié)構(gòu)中形成無數(shù)封閉的憎水性微孔隙空腔結(jié)構(gòu)，作為相變材料載體，可確保相變材料長期穩(wěn)定實用性。FTC相變保溫材料的硅氧四面體組織結(jié)構(gòu)，干燥成型后在水中浸泡不松散、不回性、不粉化、不變形，可確保其耐久的使用壽命。熱、冬季保溫均可起到平衡作用。在新樓裝飾和舊樓改造中，克服墻面裂縫、結(jié)露、發(fā)霉、起皮等先天不足弊病。
3. 抗裂防潮
相變材料上墻后料體呈纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，拉力強，整體性牢固，有效防止裂縫產(chǎn)生。料體具有濕呼吸性，可有效防止外墻基底因冷熱溫差產(chǎn)生的結(jié)凝水夏季向外釋放，并防止外飾層表面裂縫產(chǎn)生；冬季防止外飾層冰脹產(chǎn)生裂縫。同時克服因基底潮濕而產(chǎn)生的空鼓、脫落現(xiàn)象。
4. 吸聲降噪
料體中存在的眾多層次的不相貫穿的中空結(jié)構(gòu)，有效減緩小震動源、撞擊聲波傳遞，降低噪聲分貝數(shù)。在分戶隔墻、頂棚、地板等部位使用，具有隔聲效果，減少城市噪音對人體的危害。
5. 滅菌防毒
相變材料中含有純天然香萜和香醇物質(zhì)，具有驅(qū)蟲、滅菌、除臭作用，同時具有防析堿功能，可提高居住環(huán)境衛(wèi)生要求。綠色環(huán)保相變節(jié)能材料經(jīng)嚴格檢測，系無腐蝕、無污染、無放射、無異味、無任何毒害的環(huán)保型產(chǎn)品。
6. A級防火不燃
相變材料經(jīng)專項測試為A類不燃級材料，使用范圍不受限制，符合各類建筑防火要求。施工簡捷，手工抹置，方便快捷，是基底抹灰理想的替代品。
缺點：
1.成本偏高；
2.骨料粒徑較大，造成施工難度很高，平整度非常差，陰陽角很難施工。
3.FTC相變保溫材料因相變材料相變潛熱有限，從而導(dǎo)致其導(dǎo)熱系數(shù)在長高溫或長低溫環(huán)境下會出急劇的增長（3-4倍左右），導(dǎo)致其保溫性能劇烈下降。
4.FTC相變保溫材料在長期使用過程中會出現(xiàn)部分相變材料泄露，導(dǎo)致保溫性能嚴重下降，并會引起室內(nèi)污染。
總體來說，F(xiàn)TC相變儲能建筑材料兼?zhèn)淦胀ńú暮拖嘧儾牧蟽烧叩膬?yōu)點，能夠吸收和釋放適量的熱能；能夠和其他傳統(tǒng)建筑材料同時使用；不需要特殊的知識和技能來安裝使用蓄熱建筑材料；能夠用標準生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)；在經(jīng)濟效益上具有競爭性。尤其適用于我國西北及北部的寒冷地區(qū)使用。
參考文獻
[1]生產(chǎn)標準：GB/T20473―2006《建筑保溫砂漿》
[2]消防標準：GB8624―2006《建筑材料及制品燃燒性能分級》
[3]施工標準：GB50574―2010《墻體材料應(yīng)用統(tǒng)一技術(shù)規(guī)范》
【關(guān)鍵詞】空調(diào)器；節(jié)能；儲能；自然冷源
我國自然冷源十分豐富，氣溫低于25℃的平均時間占全年的79%，平均晝夜溫差達到9℃，自然冷量的高效儲存與利用成為降低空調(diào)能耗的有效手段[1]。新型節(jié)能技術(shù)要實現(xiàn)的目標：充分利用自然冷源現(xiàn)節(jié)約能源，克服傳統(tǒng)空調(diào)不能利用自然冷源、效率低的缺點，開發(fā)集自然冷源儲存、低谷電能利用、高效節(jié)能于一體的新型相變儲能空調(diào)設(shè)備，大幅提高空調(diào)的節(jié)能效果。新型相變儲能空調(diào)設(shè)備能夠獲得相變儲能、自然冷空氣與制冷技術(shù)聯(lián)合控制運行的最佳效果，綜合能效比（EER）優(yōu)于傳統(tǒng)空調(diào)，對節(jié)能降耗技術(shù)的發(fā)展有重要意義。
本文簡要介紹了相變儲能室內(nèi)結(jié)構(gòu)模型、相變儲能材料選用以及空調(diào)設(shè)備基本運行模式，從這三方面探究儲能技術(shù)在分體落地式空調(diào)器上的應(yīng)用。
1 相變儲能室內(nèi)機結(jié)構(gòu)模型
以落地式空調(diào)內(nèi)機結(jié)構(gòu)為模型，相對于傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，增加了相變儲能模塊，自然冷源進風(fēng)口。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)氣體通過離心風(fēng)機的帶動下從室內(nèi)側(cè)進風(fēng)口進入，經(jīng)過換熱器模塊冷卻后再從出風(fēng)口排出，以達到調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣溫度，其特點結(jié)構(gòu)簡單，控制運行單一，不能有效利用室外側(cè)的自然冷源。
新型的結(jié)構(gòu)如圖1所示，增加了相變儲能模塊及自然冷源進風(fēng)口，當(dāng)外側(cè)環(huán)境溫度在所需的溫度區(qū)間時，室內(nèi)側(cè)進風(fēng)口關(guān)閉，自然冷源進風(fēng)口開啟，外側(cè)制冷設(shè)備關(guān)閉，直接利用自然冷空氣來對室內(nèi)溫度進行調(diào)節(jié)，并且由相變儲能模塊儲存冷空氣所帶來的冷量。另一方面，當(dāng)運行到低谷電量區(qū)間，優(yōu)化模糊控制邏輯，調(diào)節(jié)室內(nèi)側(cè)出風(fēng)口開度大小，匹配室內(nèi)溫度過程中同時對相變儲能模塊儲能。
2 相變儲能材料選用
研究利用相變材料蓄能密度大、蓄放熱過程近似等溫的特點，可對不連續(xù)、不穩(wěn)定的能量進行充分利用，以調(diào)整控制工作源或相變材料周圍環(huán)境的溫度，達到能量儲存和釋放及調(diào)節(jié)能量供給與需求失配的目的[2]。無機鹽相變材料，具有高體積儲冷密度，制成塊狀可很好與落地式空調(diào)器內(nèi)機結(jié)構(gòu)結(jié)合，且易于安裝維護。
無機鹽溶液相變材料，是一種固-液相變材料，其優(yōu)點是價格便宜，其溫度區(qū)間在-20～200℃[3]，可足夠運用在自然冷源的相變儲能中。在實際運用中，通過建立無機鹽溶液相變材料各溫度區(qū)間儲能的數(shù)學(xué)模型，結(jié)合基礎(chǔ)制冷運行模型參數(shù)，開展實驗驗證，檢測其儲放熱實驗，優(yōu)化處理。
3 空調(diào)基本運行模式
運用模糊控制智能匹配多種溫度區(qū)間以其達到最佳效果，以下簡要介紹其基本運行模式：
3.1 當(dāng)室內(nèi)側(cè)環(huán)境T內(nèi)環(huán)≥T設(shè)+T'℃時，設(shè)備進入制冷運行，離心風(fēng)機按設(shè)定風(fēng)速投入運行，同時檢測室外側(cè)環(huán)境溫度T外環(huán)。
1）當(dāng)室外側(cè)環(huán)境溫度T外環(huán)>匹配溫度T0時，進入用電制冷模式運行，此時外機按設(shè)定運行，室內(nèi)側(cè)進風(fēng)口打開，自然冷源進風(fēng)口關(guān)閉。
2）當(dāng)匹配溫度T1≥室外側(cè)環(huán)境溫度T外環(huán)≥匹配溫度T2時：
（1）T設(shè)≥室外側(cè)環(huán)境溫度T外環(huán)+T'℃，進入自然冷源模式運行，此時外機關(guān)閉，室內(nèi)側(cè)進風(fēng)口關(guān)閉，自然冷源進風(fēng)口打開，采用自然冷空氣調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度。
（2）T設(shè)≤室外側(cè)環(huán)境溫度T外環(huán)-T'，進入用電制冷模式運行，此時外機按設(shè)定運行，室內(nèi)側(cè)進風(fēng)口打開，自然冷源進風(fēng)口關(guān)閑；
（3）室外側(cè)環(huán)境溫度T外環(huán)-T'℃
3）當(dāng)室外側(cè)環(huán)境溫度T外環(huán)
3.2 當(dāng)室內(nèi)側(cè)環(huán)境T內(nèi)環(huán)≤T設(shè)-T'℃時，進入儲能制冷模式狀態(tài)，此時外機關(guān)閉，室內(nèi)側(cè)進風(fēng)口打開，自然冷源進風(fēng)口關(guān)閉，調(diào)節(jié)室內(nèi)側(cè)出風(fēng)口大小；當(dāng)室外側(cè)環(huán)境溫度T外環(huán)≤匹配溫度T4時，自然冷源進風(fēng)口打開。
3.3 當(dāng)T設(shè)-T'℃
4 結(jié)論與展望
匹配多溫度區(qū)間相變儲能設(shè)計技術(shù)，深入研究相變儲放能、自然冷源與制冷技術(shù)聯(lián)合運行的最佳效果，最大限度利用自然冷源及峰谷電價，保證節(jié)能效果，對于提升我國各種行業(yè)空調(diào)的節(jié)能效果，促進傳統(tǒng)空調(diào)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級調(diào)整，提高我國空調(diào)產(chǎn)業(yè)節(jié)能技術(shù)具有重要作用。
【參考文獻】
[1]Saito A.Recent advance in research on cold thermal energy storage.International Journal Refrigeration，2002.25（2）：177-189.
關(guān)鍵詞 性質(zhì)；Ni-Ti-X；Ni-Ti形狀記憶合金合金薄膜
中圖分類號：TBl46 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）10-0103-02
形狀記憶合金是記憶材料中舉足輕重的一部分，其中Ni-Ti系合金是目前所有形狀記憶合金中研究最深入的合金材料。Ni-Ti系形狀記憶合金具有良好的力學(xué)性能，抗疲勞，耐磨損，抗腐蝕，形狀記憶恢復(fù)率高，其很好的生物相容性使得它成為唯一的生物醫(yī)學(xué)材料。經(jīng)歷了從“概念化熱潮”、“應(yīng)用化熱潮”到“產(chǎn)業(yè)化熱潮”的發(fā)展。
1 Ni-Ti形狀記憶合金的本質(zhì)
相圖是所有相變研究的基礎(chǔ)，是研究合金組織和性能的重要依據(jù)，圖1所示的Ni-Ti合金相圖是最近Massalski[1]等人在前人的基礎(chǔ)上稍做修改報道的。
圖1 Ni-Ti合金相圖
Ni-Ti形狀記憶合金的成分處于近等原子比范圍，在冷卻過程中除發(fā)生B19’馬氏體相變外，還伴隨R（有公度）相變，其也是一種馬氏體類型的相變。另外，合金還具有以下條件[2]。
1）馬氏體相變是熱彈性的；馬氏體和母相的晶體點陣呈完全的晶體學(xué)可逆性的馬氏體相變稱為熱彈性馬氏體相變。這類材料的馬氏體，經(jīng)過重新加熱至一定的溫度，可通過類似馬氏體相變的方式轉(zhuǎn)變?yōu)槟赶啵Q為逆馬氏體相變。熱滯小，相界面隨溫度升降能很快作往復(fù)運動，相變中的母相晶體和馬氏體都是產(chǎn)生彈性變形，而且兩相界面始終保持著良好的協(xié)調(diào)性。部分合金及其轉(zhuǎn)變溫度見表1。
表1 部分Ni-Ti系形狀記憶合金及其轉(zhuǎn)變溫度
合金 成分 Ms/℃ AS/℃
Ni-Ti
Ti-Ni-Cu
Ti-Ni-Fe Ti-50Ni
Ti-51Ni
Ti-20Ni-30Cu
Ti-47Ni-3Fe 60
-20
80
-90 78
-12
85
-72
2）馬氏體點陣的不變切變?yōu)閷\變，亞結(jié)構(gòu)為孿晶或位錯。
3）母相和馬氏體均為有序點陣結(jié)構(gòu)；母相有序化合金的彈性極限較高，可以保證，在馬氏體轉(zhuǎn)變過程中母相與馬氏體之間的共格關(guān)系不會因晶格畸變產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力而被破壞，使逆轉(zhuǎn)變成為可能[3]；根據(jù)能量最低最穩(wěn)定，馬氏體只有轉(zhuǎn)變回原來的母相組織，系統(tǒng)最穩(wěn)定。
4）相變時在晶體學(xué)上具有完全可逆性。點陣不變切變的結(jié)果是內(nèi)部孿晶，因而也保證了轉(zhuǎn)變的可逆性。
2 Ni-Ti-X三元形狀記憶合金
第三元素（X）對馬氏體相變的溫度有很大的影響。鐵、鋁、鈷、錳、釩、鈮和稀土元素鈰、釹等，使馬氏體相變溫度Ms呈直線下降。金、鉑、鈀、鉿、鋯提高Ms溫度。Cu對B2B19’相變溫度影響不大，但使相變順序發(fā)生變化[4]。
1）Ni-Ti-Cu窄滯后形狀記憶合金。銅的加入抑制了合金MS溫度對成分的敏感性，且使相變滯后明顯變窄（4℃左右），如Ni50Ti30Cu20合金。合金對溫度場的反應(yīng)比較迅速，可以用于制成具有較高響應(yīng)頻率的敏感元器件。
2）Ni-Ti-Nb寬滯后形狀記憶合金。Ni-Ti-Nb合金在一個特征形變溫度（MS+30℃）和臨界形變量范圍（14%～20%）條件下變形，可有效地提高馬氏體的穩(wěn)定性，使相變滯后增大，同時應(yīng)變恢復(fù)率和恢復(fù)力仍維持較高水平，這種特性與Ni-Ti-Nb合金的形變馬氏體組織結(jié)構(gòu)和界面結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。經(jīng)適當(dāng)?shù)淖冃魏笙嘧儨罂蛇_150℃，用這種合金制作的連接緊固件可在室溫下存儲，工程應(yīng)用極為方便。
3）高溫形狀記憶合金。Ni-Ti合金的MS溫度一般低于100℃，通常只能在低于100℃的溫度下使用。但在相當(dāng)多的情況下，如防火裝置、汽車發(fā)動機等要求的工作溫度一般較高，僅僅常溫下的形狀記憶合金遠不能滿足，為了擴大記憶合金的應(yīng)用，需要發(fā)展高溫形狀記憶合金。我們采用合金化的方法，如添加貴金屬鈀、金和鉑來代替鎳或者添加鉿和鋯來代替鈦來提高相變溫度。
3 Ni-Ti形狀記憶合金薄膜
用濺射法制備Ni-Ti合金薄膜，在襯底溫度低于200℃時，所得到的Ni-Ti薄膜呈非晶態(tài)，不顯示形狀記憶效應(yīng)。經(jīng)過400℃以上溫度晶化處理后，才能獲得形狀記憶效應(yīng)。與體材料類似，Ni-Ti薄膜冷卻時也發(fā)生R相變和B19’馬氏體相變。
Ni-Ti形狀記憶合金薄膜的優(yōu)勢在于它的響應(yīng)速度快、做功輸出能力高，且集傳感與驅(qū)動雙重功能。由于B2R相變的相變滯后較窄，對溫度場的響應(yīng)較快，適合于制作微驅(qū)動器[5]。且在恒壓力作用下，Ni-Ti合金薄膜的Ms溫度和可恢復(fù)應(yīng)變隨熱循環(huán)次數(shù)的增加而顯著提高，隨后達到某一穩(wěn)定值。而且，富鎳Ni-Ti合金薄膜在經(jīng)約束時效后可獲得良好的雙程形狀記憶效應(yīng)[6]。
4 Ni-Ti形狀記憶合金的發(fā)展
我們除了在Ni-Ti中加入常規(guī)第三組元來改善Ni-Ti的性能外，也可考慮在Ni-Ti中加入稀土元素來發(fā)展新型合金。王等[7]在Ti-Ni形狀記憶合金基體中分別通過碳熱還原法和真空固滲法加入稀土Ce或Sm元素，形成稀土鎳金屬間化合物滲層，強化了Ti-Ni形狀記憶合金的表面，并使Ni-Ti合金的線性回復(fù)性能得以改善。但由于熔煉時不可避免坩堝的雜質(zhì)滲入到熔體，所以稀土元素對記憶合金的作用還有待進一步研究[8]。
目前，形狀記憶合金在工程上的應(yīng)用已有很多。工程上，可用在機械工業(yè)、自控和儀表工業(yè)、汽車工業(yè)、兵器工業(yè)、航空和航天工業(yè)等方面。圖2為Ni-Ti合金在緊固銷上應(yīng)用的一個例子。這是形狀記憶合金一種最簡單的應(yīng)用，從外部不能接觸到的地方可以利用這種方法，是其他材料無法替代的。可應(yīng)用于原子能工業(yè)、真空裝置、海底工程和宇宙空間工程等處。
圖2
在醫(yī)學(xué)上，主要使用的還是Ni-Ti合金，它對生物材料有較好的相容性，可以埋入人體做移植材料。從功能方面考慮，在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用就是利用其形狀恢復(fù)功能。例如，在心臟、下肢和骨盆靜脈中形成的血栓被剝離后，會通過血管游動到肺部發(fā)生肺栓塞，一般我們需要使用抗凝劑或者進行外科手術(shù)，但這兩種方法都不是太安全，這時我們將一個形狀簡單的馬氏體Ni-Ti直絲植入體內(nèi)，由于體溫的作用，使其變成復(fù)雜的母相過濾器形狀，來阻擋凝結(jié)物進入心臟、肺。
5 結(jié)論
形狀記憶合金薄膜可能會成為未來機器人和機械手的理想材料，除溫度外不受任何其他環(huán)境條件的影響，可望在核反應(yīng)堆、加速器、太空實驗室等高科技領(lǐng)域大顯身手。
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關(guān)鍵詞：相變儲能 不透光幕墻 節(jié)能
1、 概況：
在人類進化的過程中，能量為人類提供了必需的動力，如遠古時期的烤火取暖，現(xiàn)代各種形式的發(fā)電等。所以能量是發(fā)展農(nóng)業(yè)、工業(yè)、國防、科學(xué)技術(shù)和提高人民生活的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。特別是現(xiàn)在，事實證明，經(jīng)濟越發(fā)達，對能量的消費量就越大。
目前，石油、煤炭、天然氣這三種傳統(tǒng)能源占能源消費的90%以上，其中石油占50%以上。然而BP 世界能源統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù)顯示，世界石油總儲量僅供生產(chǎn)41年，天然氣僅供生產(chǎn)63年，煤炭可開采231年。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，傳統(tǒng)能源必然會被淘汰，而核能、生物能、風(fēng)能，太陽能的比率將大大上升。
因此，在世界能源供給結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)軌的大趨勢下，不考慮新型建筑節(jié)能的建筑，終有一日會因為沒有能源可用，被社會淘汰。
2、 建筑玻璃幕墻的格局
玻璃作為一種透光率高的材料，被大多數(shù)需要采光的建筑所采用，建筑中玻璃幕墻分為層間透光部分和結(jié)構(gòu)位置不透光部分，為了滿足建筑節(jié)能要求，透光部分的玻璃通過增加鍍膜，降低傳熱系數(shù)來達到節(jié)能要求。
而層間不透光部分為同時滿足建筑的外觀效果與節(jié)能要求，通常采用單層玻璃+玻璃鋁背板+保溫材料的組合。
透光部分由于采光的要求，一般需保證玻璃的光透射比。而不透光部分一般在結(jié)構(gòu)部位，室內(nèi)不可見。所以我們選擇不透光部分設(shè)置儲能裝置，這樣能滿足建筑的外觀要求。
不透光部分根據(jù)建筑效果一般都將單片玻璃或者中空玻璃作為最外一層，第二層為玻璃背板，一般為鋁背板或者鋼背板，其實在玻璃與背板之間還存在一個空氣層，接著第三層為保溫棉。不透光部位接受太陽能在熱工上主要分為兩個方面，一個為輻射熱能，一個為放射熱能。輻射熱的傳遞過程為，室外的溫度通過玻璃，空氣層，背板和保溫棉傳遞至室內(nèi)。放射熱則太陽直接通過玻璃照射在背板上，背板上放射出熱量。
為了達到節(jié)能的效果，規(guī)范一般控制層間部位的傳熱系數(shù)大小，層間不透光部位的幾個層面中，主要起控制熱傳遞作用的為保溫棉層。他保證了建筑外的熱量不傳遞至建筑內(nèi)。降低室內(nèi)空調(diào)的損耗，從而達到節(jié)能。
此篇文章主要介紹的是太陽能的儲存，根據(jù)上述所示，我們必須將儲存裝置設(shè)置在保溫棉層之外。為了保證建筑外觀，以及在不透光部位的平整度與整體感，我們將儲存設(shè)備放置在鋁背板與保溫棉層之間。因為這樣太陽能產(chǎn)生的兩種能量，輻射熱能與放射熱能都能很直接且很好地捕捉和儲存起來。
3、 潛熱儲能原理
太陽自身是一個巨大熾熱的球體，其直徑是地球的111倍。太陽表面溫度為6000℃，以發(fā)射光和電磁波的方式不斷向宇宙空間輻射能量。根據(jù)統(tǒng)計，一年內(nèi)地球接受太陽的總能量相當(dāng)于地球上每年燃燒化石燃料能源的3.5萬倍。太陽能是自然過程中所產(chǎn)生的能量，是取之不盡用之不竭的，而且是對環(huán)境無污染的清潔能源，因此事最有潛力的新能源。
在幕墻上利用與采集太陽能，已經(jīng)有一段時間，主要常見的為光伏幕墻，他的主要工作原理是通過單晶硅非晶硅等材料的光伏效應(yīng)，將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的。在使用過程中沒有運動部件、維護簡單、無污染。但是其實這些光電電池在生產(chǎn)過程中卻制造了大量的污染，并且只能用作面板來接受太陽光，這樣就限制了幕墻的外觀效果的多樣性。
潛熱儲能即使用潛熱材料將太陽能儲存起來。潛熱儲能其實又稱為相變儲能，是利用材料在相變時吸熱或釋熱來儲能或者釋能的，這種材料不僅能量密度較高，而且所用裝置簡單、體積小、設(shè)計靈活、使用方便且易于管理。另外，還有一個很大的優(yōu)點：這類材料在相變儲能過程中，材料近似恒溫。
潛熱儲能的關(guān)鍵在于潛能材料即相變材料。相變材料多種多樣，根據(jù)相變形式和狀態(tài)可分為固固相變材料，固液相變材料以及液氣相變材料。大部分相變材料可以通過外界環(huán)境的調(diào)節(jié)來調(diào)整相變材料的溫度。本文主要以水為例介紹相變材料在幕墻上的應(yīng)用。
水在正常大氣壓下沸點為100度，但是沸點溫度是隨氣壓降低而降低的。這樣就以為著我們可以通過調(diào)整大氣壓強來控制水的沸點。在國內(nèi)大部分區(qū)域，夜晚與白天的溫度都存在差異，例如深圳地區(qū)夏天晚上一般有二十多攝氏度，白天則有三十多度。這個溫差的存在就為潛熱儲能提供了必要的前提條件。按照理論，我們只要將水的沸點控制在白天與夜晚溫度之間，這樣白天水通過沸騰由液相轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀啵瑏砦仗柲埽搅送砩希瑒t通過逆向轉(zhuǎn)變，由氣相變?yōu)橐合鄟磲尫盘柲埽绱送ㄟ^相變能來進行儲熱和釋熱。
我們采用密封的容器，根據(jù)水沸點與大氣壓的計算關(guān)系，通過降低容器內(nèi)的大氣壓，將水的沸點調(diào)至接近白天的溫度。當(dāng)?shù)搅税滋欤彝獾臏囟瘸鏊姆悬c，以及太陽照射至玻璃背板，而使背板放射的熱能，被容器的水通過相變進行吸收。水進而轉(zhuǎn)化為水蒸氣，通過容器能一些穩(wěn)定氣流的裝置，使得水蒸氣均勻地通過容器內(nèi)的小型渦輪系統(tǒng)，通過相變能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽埽M而轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽缓笸ㄟ^變壓裝置與傳輸裝置將電能儲存進電容內(nèi)，以供需時使用，相應(yīng)的到了夜晚，水蒸氣由于外界溫度降至沸點以下，凝結(jié)成水，經(jīng)過穩(wěn)定裝置穩(wěn)定后，將自身的勢能轉(zhuǎn)化為動能進而轉(zhuǎn)化為電能，最終通過電容儲存起來。通過每天的周期，降低每天建筑的耗電來實現(xiàn)節(jié)能。
4、潛熱儲能安裝
在建筑的層間位置，一般在室外和室內(nèi)都為不可見部分，室外通過玻璃背板，室內(nèi)通過吊頂將層間位置進行封閉。這樣儲熱裝置就可以設(shè)置在層間位置，以滿足建筑的外觀和效果要求。前文介紹層間位置一般為玻璃+鋁背板+保溫棉，起主要控制傳熱的為保溫棉。經(jīng)過分析可以講儲熱裝置設(shè)置在鋁背板后方，這樣能方便的接受室外的熱能以及鋁板經(jīng)過太陽照射后的放射熱。可以將儲水容器緊貼鋁背板，因為其裝置的簡單體積小的特點既可以固定于橫豎龍骨上，也可以通過結(jié)構(gòu)獨立地進行固定。
其實，在鋁板幕墻和石材幕墻上都可以使用潛熱儲能。
5、總結(jié)
潛熱儲能作為一種新型的節(jié)能方式，技術(shù)上仍存在許多不足之處，比如如何提高相變周期，增加其儲存太陽能的效率。如今納米技術(shù)的發(fā)展，將其與相變材料的結(jié)合，可能會結(jié)合出更加合適的材料。
同時幕墻作為建筑的外裝飾面，是接觸太陽能的直接部位。如何有限的儲存和利用太陽能，也直接影響著此建筑的節(jié)能效率。如何將幕墻與節(jié)能裝置的有效結(jié)合也是今后需要繼續(xù)研究的一個主流方向。
參考文獻
【1】 郭茶秀、魏新利 《熱能儲存技術(shù)與應(yīng)用》 化學(xué)工業(yè)出版社
