王全省 沈琳 杨挺

1 概述

我国现有城乡建筑面积400多亿平方米,95%左右都是高耗能建筑。统计数据表明,中国建筑能耗的总量逐年上升,在能源消费总量中所占的比例已从20世纪70年代末的10%上升到近年的27.8%。预计到2020年,全国城乡房屋建筑面积还将新增约300亿m2,如果不采取有力的节能措施,每年建筑用能将消耗1.2万亿度电和4.1亿t标准煤,几乎是目前全国建筑能耗的3倍。

与相同气候地区发达国家相比,我国单位建筑面积采暖能耗相当于它们的2倍～3倍,但热舒适程度远不如它们。随着生活水平的提高,人们对室内热环境的舒适度要求越来越高,建筑能耗的比重将进一步增加。因此,建筑节能技术的开发与应用已成为当前建筑和建筑材料领域的热点问题之一。目前广泛应用的外墙外保温和内墙内保温技术虽然可以降低能量的消耗,但由于材料本身的热容量有限,不能充分地将能量进行储存利用,因而限制了建筑节能的能力。由于相变材料具有独特的潜热性能,即在相变过程中,可以从环境吸收热(冷)量或向环境放出热(冷)量,从而达到热量存储和释放的目的,因而具有广阔的应用前景。

2 相变材料的储能性能

相变材料(Phase Change Material,简称PCM)是指随温度变化而改变形态并能提供潜热的物质。变材料由固态变为液态或由液态变成固态的过程称为相变过程,这时相变材料将吸收或释放大量的潜热。发生相变的温度范围很窄。物理状态发生变化时,材料自身的温度在相变完成前几乎维持不变。……