相变储能材料在室内装饰工程中的运用

胡 勇罗翠红游 燕

（1、3作者单位：成都纺织高等专科学校，2作者单位：四川科技职业学院， 610000）

相变储能材料在室内装饰工程中的运用

胡 勇1罗翠红2游 燕3

（1、3作者单位：成都纺织高等专科学校，2作者单位：四川科技职业学院， 610000）

随着科学技术迅速发展，生产水平提高，高能耗、高污染、高排放等环境问题也随之而来，生态环境污染已愈加严重，怎样让发展和环境保护相平衡，低碳经济开始慢慢走进人们的视线。相变储能材料作为低碳经济里一种有代表性的节能低耗材料，已渐渐开始展露头角。在建筑节能领域，相变储能材料的应用已有先例，在室内装饰工程方面，应用还甚少。研究相变储能材料在室内装修领域中的运用，有助于建筑大环境节能减排，达到低碳、低耗、节能的目的。

相变储能材料；室内装饰工程；应用

相变储能材料研究是从一场能源危机开始的，这场能源危机使人们意识到必须研究一种既节能又低耗的新型产品。1982年，美国的太阳能能源公司发起了这项研究，并且在国外迅速的发展起来。二十世纪九十年代人们开始研究脂肪酸及其衍生物的性质、特性和对周围环境的影响。1999年，一种固液共晶的相变材料被研究出来了—固液共晶,它是在温度高于某一温度时，材料液化并吸收能量；低于这一温度时该材料出现晶体结晶。把它的这一特性利用在墙板中，可以使室温保持在合适的区域内。[1]国内相变储能材料研究起步较晚，研究限定于屋顶及建筑外墙角度较多，对于相变储能材料的室内运用研究较少。

1. 相变储能材料的特性

相变材料的产生和发现丰富了人们生产生活材料的多样性。相变储能材料作为一种节能低碳、低能耗的材料，已被应用在建筑节能的领域中。在装饰材料中应用比较多的是，相变储能材料的固液相变形式。[2]它的物理性质就是随着周围环境温度的变化融化或者凝固，当周围温度高于它的熔点就融化吸收热量，周围温度低于它的凝固点就凝固释放热量，用科学的术语讲叫做相变。相变储能材料释放潜热的过程中，材料本身的温度变化是不大的。相变储能材料的特殊性有：

储能密度大：同样大小的普通材料和相变材料相比，相变材料在环境温度高时储存的热量，比普通材料储存的热量明显高很多。

相变潜能大：相变储能材料很小的体积携带了很多的热量，与普通材料相比，同样携带那么多的热量，体积明显比普通材料要轻巧。

蓄热系数大：一般的相变储能材料的蓄热时间为五个小时，例如，夏天早七点的室外温度会在中午十二点时传达到室内，这时室外酷暑难耐，室内温度因为相变储能材料的温度延迟舒适惬意，此时室外十二点的温度将被相变储能材料储藏起来，等到下午五点时被释放，减少了空调的工作量和耗电量，节约了能源，转移了电力峰值负荷。

相变储能材料可以调节室内温度：例如在相变储能材料的调节下，室温会经过相变储能材料的调节，室内温度就很舒适宜居了。

2、 相变储能材料的分类

储能材料按照蓄热方式的不同可以分为好多类，有通过化学反应来储存能量的；有操作简单方便的显热储能；还有叫做相变储能材料的潜热储能。[3]三者中化学反应储能操作工艺复杂，很难应用到日常生活中，现只适用于高科技的太阳能领域。显热储能的诱因完全来自周围的环境，会随周围环境温度变化而变化，很难达到控制环境温度的目的，而且体积也很大，不方便应用。潜能材料可以根据环境温度变化来释放或者吸收热量，所以被广泛的应用在建筑材料里，调节人们住宅环境，从而达到节能减排的目的。相变储能材料根据相变状态又可以细分为由固态到气态相变，由液态到固态相变，相比较而言这两种因为都有气体参与，储备量很大容易占用设备，一般很少应用；还有固态到液态相变、固态到固态相变，这两种状态的相变方式是现在研究的重点。[6]

3、 相变储能材料在装饰工程的应用范围

3.1 利用其自身热时吸收周围热量，冷时释放热量的相变特性，在采暖空调里应用。可

以调节高峰时间的负荷差，降低电量消耗，因为相变材料的蓄热能很大，所以利用其材料优势就可以平衡室内的温度。

3.2 相变储能材料优异的潜热性还可以应用在室内的墙体里。使用时又分为仅单面内墙

使用和双面内墙都使用这两种情况。不管单面使用还是双面使用，其工作原理都是一样的。冬天冷的时候它可以把吸收的热能释放出去，夏天相变储能材料能吸收热量，来调节室内温度使其不会太高，减少了温度的波动，从而实现了民居冬暖夏凉的效果。相变储能材料还节约了加温、制冷过程中所消耗的电能和化石能。

3.3 相变储能还能应用在其它方面，用相变储能材料做成的板材来装修，就可以达到调节室内温度的效果。因为在板材是装修工程中应用最多的材料，一般家庭都比较偏爱。各种含有相变储能材料的板材可以用来做屋顶造型、电视背景墙造型、沙发背景墙造型等。把它们使用在不同的地方，可以调节室温、节省电能、减少二氧化碳排放，达到低碳环保的目的。

3.4 相变储能材料还可以应用在屋顶，通过夜间释放热量来代替空调加热，这是来自美国麻省理工学院的一个实验，但是这个思维完全可以用在建筑中阁楼的应用。现在阁楼一般冬冷夏热，相变储能材料的应用就可以改变这一现状，使用一个能反射太阳光的百合折页窗帘来将白天的太阳光反射到含有相变储能材料的屋顶上，利用其潜热性，白天吸收热能相变为液体，夜晚释放热能相变为固体，平均温度就可以保持不变。

3.5 把相变储能材料通过微缩胶囊的方法制作地板加热系统，当温度高时相变储能材料吸收热量，利用其相变的特性，温度低时就可以释放热量。原来冷冰冰的地板就能达到平衡室温，增强蓄热，减小波动的目的。

3.6 相变储能材料变身为百叶窗帘，在门窗等不易储存温度的地方应用，可以将夏天室外的热能吸收，冬天又释放热能来对抗严寒，完美解决了门窗热量散失的问题。窗帘是由三层织物制作而成，相变储能材料在中间，既保证了材料的坚韧，又能充分发挥材料的特殊性能。同时门窗材质也可以选用断桥铝材料制作加强效果。

3.7 由相变储能材料制作的墙布和壁纸也可以调节室温，其制作工艺和窗帘的制作工艺差不多：都是由贴近墙面的隔热层；含有相变材料的泡沫组织作为墙布的中间层，壁纸中间层则是由含有相变组织的纤维层组成；最外面都是由颜色艳丽、图案新颖的纺织物覆面，纺织物内的小孔可以方便相变储能材料吸热放热。[4]

3.8 相变储能材料与装饰涂料或者砂浆融合。装饰涂料是一种涂于建筑构建表面的具有装饰功能或者保护性功能的材料，具有连续成膜的特性。用多孔材料吸附法把超细相变储能材料和普通涂料复合而成，或者用微胶囊法一起制作，用作室内装饰工程的墙面工程，可以调节室内温度，节约室内能源的消耗。相变储能材料通过微缩胶囊法与装饰砂浆融合可以用作饰面装饰材料。[5]

4、 结语

相变储能材料利用自身的特殊性质，来释放或者吸收外界环境的高热能，从而达到调节室内温度、节约能源消耗的目的。相变储能材料因其优越的环保特性，在建筑节能领域已有应用，也正在一步步的继续贴近人们的日常生活，相变材料的发现、发展和应用给环境保护带来了福音，不需要再浪费那么多的资源、消耗大量的能源，减轻了二氧化碳等温室气体的排放。随着科技的发展，相变储能材料会在更多的领域应用，相变技术会越来越先进，为低碳环保做更多的贡献。

[1]许胜利.低碳经济模式下相变储能装饰材料在装饰工程中的应用研究[D].2012

[2]王磊;熊军.相变储能材料在建筑节能中的应用研究[J].建材世界.2010(3)

[3]钟开红.相变储能材料在建筑节能中的应用综述[J].广州建筑.2006(2)

[4]王沁芳;张超辉;杨江金.相变储能材料在节能建筑中的应用[J].建筑应用.2009(1)

[5]张建武;朱建平;管学茂;宋纤纤.相变储能材料在建筑领域的应用[J].化工新型材料.2013(10)

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1007-6344（2015）10-0146-01

胡勇，1982-，资阳人，硕士，讲师，任教于成都纺织高等专科学校建筑学院，研究方向：室内与景观设计罗翠红，1986-，北京人，硕士，讲师，任教于四川科技职业学院，研究方向：项目管理与商务英语游燕，1977-，广西人，硕士，讲师，任教于成都纺织高等专科学校建筑学院，研究方向：环境艺术设计