摘要：建筑能耗占社會總能耗的30%以上，相變儲能建筑材料因具備室溫調(diào)控和節(jié)約能耗的特點(diǎn)，已成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展熱點(diǎn)。本文簡要介紹了相變儲能建筑材料的技術(shù)和應(yīng)用展望。

　　能源是社會發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，隨著全球經(jīng)濟(jì)規(guī)模增長，能源消耗總量以2.3%的速度持續(xù)上升。建筑能耗約占社會總能耗的30%以上，而空調(diào)能耗約占建筑能耗的2/3。在當(dāng)前全球變暖，節(jié)能需求緊迫的形勢下。通過建筑材料的創(chuàng)新，推動節(jié)能建筑技術(shù)的發(fā)展，已日漸成為全球節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域的重大發(fā)展趨勢之一。近年來，相變儲能材料快速進(jìn)入人們的視野，這類材料可以通過相態(tài)的轉(zhuǎn)變吸收或釋放熱量，從而能達(dá)到調(diào)節(jié)環(huán)境溫度的目的，可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能、節(jié)材和減排的效果。如今，相變材料已廣泛應(yīng)用在航空航天、服裝、制冷設(shè)備、軍事、通訊、電力等行業(yè)，相變儲能建材也已成為全球的熱門研究課題，然而其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程卻行動遲緩。本文介紹了相變儲能建筑材料的發(fā)展現(xiàn)狀和存在的主要問題。

　　相變儲能建筑材料及發(fā)展現(xiàn)狀

　　上世紀(jì)80年代，美國啟動相變儲能建筑材料的研究與開發(fā)，他們研究了20000多種相變儲能材料，結(jié)果表明僅有1%具備實(shí)用價(jià)值。90年代以后，業(yè)內(nèi)開始選用復(fù)合的相變儲能材料，自此突破了單一相變儲能材料的局限性，材料的熔點(diǎn)、強(qiáng)度等實(shí)用性能得到很大提升，也進(jìn)一步加大了材料設(shè)計(jì)的可能性。在制備技術(shù)方面，浸漬法、直接深入法、微膠囊法作為傳統(tǒng)制備方法，應(yīng)用最為廣泛。在應(yīng)用方面，目前國內(nèi)已開發(fā)了相變儲能墻板、相變儲能墻體、相變儲能混凝土、相變儲能窗戶等產(chǎn)品。

　　效果評價(jià)和應(yīng)用技術(shù)體系急需建立

　　目前建筑節(jié)能的途徑主要包括降低化石能源消耗量、改善能源的利用效率、降低建筑物的運(yùn)行能耗三種。而實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能所采用的主要技術(shù)包括：(1)建筑設(shè)計(jì)技術(shù)，如開發(fā)低能耗、零能建筑和綠色建筑等;(2)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)和材料的優(yōu)化技術(shù)，如屋面、墻體、地面、隔熱材料、密封材料、門窗及遮陽設(shè)施等的改進(jìn);(3)終端用戶用能效率改進(jìn)技術(shù)，如設(shè)計(jì)高能效的供暖和空調(diào)系統(tǒng)等;(4)提高總的能源利用效率，從能源的采集、加工、運(yùn)輸、儲存、分配和利用的全過程進(jìn)行評價(jià)和優(yōu)化。在眾多建筑節(jié)能技術(shù)中，相變儲能技術(shù)的優(yōu)勢不易凸顯。此外，建筑的設(shè)計(jì)、施工和使用屬于系統(tǒng)化工程，而建筑材料處于建筑業(yè)的前端。要推動相變儲能建材的規(guī)模化應(yīng)用，應(yīng)首選建立相變儲能建材節(jié)能技術(shù)的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，量化技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。此外，應(yīng)建立相變儲能建材的應(yīng)用技術(shù)體系，便于被設(shè)計(jì)采納。

　　節(jié)能效果和制造成本需盡快完善

　　在材料研發(fā)和應(yīng)用技術(shù)等方面還有較多問題需要改善。首先，相變材料的使用溫度、儲熱、導(dǎo)熱等性能還需改善，必須開發(fā)出效果優(yōu)異且應(yīng)用廣泛的相變材料。其次，相變儲能節(jié)能建材的制備和規(guī)模化生產(chǎn)技術(shù)還需要進(jìn)一步改進(jìn)。相變材料摻雜，可能會影響到原來的建筑材料本身的性質(zhì)，影響建筑材料的服役性能。在不影響建筑材料服役性能的基礎(chǔ)上，復(fù)合材料的節(jié)能效果和控溫能力需進(jìn)一步改善。最后，相變材料的成本仍然偏高，在原有建筑技術(shù)的基礎(chǔ)上，相變儲能材料的使用仍會使得建筑成本提高，此因素對相變儲能技術(shù)的規(guī)模化使用較為不利。因此，開發(fā)成本低廉、工藝簡便的相變儲能材料及其應(yīng)用技術(shù)是其在建筑界規(guī)模化應(yīng)用的關(guān)鍵所在。

　　隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技進(jìn)步，人類趨向于追求更加舒適的生活環(huán)境。然而，面臨全球能源的加速消耗和溫室效應(yīng)的加劇。夏季的空調(diào)制冷和冬季的供暖行為，始終在加劇能源和環(huán)境問題。相變儲能建筑材料具備智能化、生態(tài)化的控溫特性，是室溫調(diào)節(jié)最理想的建筑材料。從業(yè)者應(yīng)以應(yīng)用為導(dǎo)向，加快相變儲能材料和工程技術(shù)開發(fā)，提高用戶體驗(yàn)，建立產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用規(guī)范，推動產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。