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摘要:
隨著社會經濟的不斷發展,我國的城市化建設進程不斷加快,建筑領域也得到了極大的發展。在大量建筑拔地而起的同時,卻帶來了越來越嚴重的環境污染與能源消耗問題。為確保城市發展的生態性和可持續性,應當對建筑節能問題給予更多的重視。隨著建筑市場競爭的日益激烈,應當加強對節能建筑材料的應用。相變建筑材料是一種較為有效的節能材料,在建筑節能中發揮著十分良好的作用。因此,本文對其具體應用進行了分析和研究。
關鍵詞:
相變建筑材料;建筑節能;應用
隨著我國建筑行業的不斷發展,在建筑施工的過程中,造成了越來越嚴重的生態問題、環境問題和能耗問題。作為建筑行業發展中一個比較薄弱的環節,建筑節能在當前社會中正在受到人們越來越高的重視。為了響應國家的可持續發展戰略,在建筑施工當中,應當加強對節能型建筑材料的應用。而相變建筑材料作為一種新型節能材料,有著較為良好的環保性與節能性特點,在建筑行業的可持續發展中,有著極大的意義。
1建筑物的能耗問題
在建筑領域當中,建筑材料的選用會直接影響建筑能耗的效果。建筑材料在影響建筑物壽命、安全、質量的同時,也關系到建筑節能。因此,選擇使用建筑材料的時候,應當慎之又慎。根據相關資料可知,在整個建筑能耗中,超過90%是建筑材料能耗。例如,鋼材、玻璃、水泥等建筑材料,都有著較為嚴重的能耗。其中,水泥是最為重要的建筑材料,是建筑工程當中必不可少的,也是消耗量最大的[1]。其次就是鋼材,鋼材對于建筑壽命、建筑安全等都有著重要的影響,同時也是建筑能耗當中的一個重要部分。在建筑工程施工當中,能耗問題隨處可見,因此整個工程結束后,能量消耗往往是非常巨大的。因此,建筑材料是建筑能耗問題的主要來源,要想實現良好的建筑節能,就必須對建筑材料問題進行解決。
2建筑節能的重要意義
雖然我國的國土面積巨大,但是一些資源和能源卻較為缺乏,人均占有量更是少得可憐。在建筑領域當中,一些發達國家的建筑能耗僅為社會總能耗的20%左右。但是在我國的建筑領域當中,建筑能耗卻占據了超過35%的比例。在建筑耗能當中,建筑材料的能耗是最為主要的部分,不但造成了生態環境問題,同時也增加了建筑成本[2]。因此,為了降低建筑行業對生態環境的不良影響,實現良好的建筑節能,降低建筑行業的施工成本,就應當在建筑材料當中下更大的功夫。隨著近年來建筑行業的不斷發展,在該領域當中,建筑材料的節能是一個主要的研究和發展方向。通過建筑材料節能,能夠有效的緩解我國能源緊張與匱乏的情況,也能夠促進社會經濟的可持續發展。此外,實現良好的建筑節能,還能夠有效的降低大氣污染、廢料污染等問題。隨著我國建筑節能標準的和應用,很多新建建筑都應用了不同程度的節能設計。但是,由于我國建筑節能的相關研究起步較晚,在很多方面還存在著一定的問題和不足。因此,需要不斷的進行研究和完善,開發和應用更多高效的建筑節能材料,從而推動建筑行業的良好可持續發展。
3相變建筑材料的概述
隨著建筑節能的不斷發展,人們逐漸意識到建筑材料在建筑節能中的意義和效果。相變建筑材料是一種十分有效的建筑節能材料,它能夠隨著溫度的變化,對自身的物理性質進行改變,這一轉變的過程就是相變的過程。在建筑領域當中,普通的建筑材料經過相變的處理,在實際應用中,能夠將多余的熱量存儲其中,并且隨著溫度的變化吸收會釋放空氣中的熱能,從而在一定程度上實現對室內溫度的自動調節[3]。在這種情況下,可以極大的降低用于供暖或制冷所消耗的能源,提高建筑的制熱制冷效率、供暖效果和隔熱性能,具有十分良好的節能性和環保性。早在二十世紀八十年代,人們就想到在建筑領域當中應用相變材料,不過由于當時的技術水平有限,因而并沒有得到十分良好的效果。到了九十年代,對于相變材料在建筑領域中的應用越來越重視,進行了大量的研究和實踐,使得相變建筑材料的實用性、穩定性、相容性都得到了極大的提升。在二十世紀末,隨著新型相變建筑材料的開發和定型技術的發展,在建筑工程當中,相變建筑材料開始逐漸得到越來越廣泛的應用。根據不同成分,可將相變材料劃分為復合類、無機類、有機類等。在當前的相變建筑材料應用當中,主要有封裝置入、多孔深入、直接混合、乳化添加等多種不同的方式,能夠滿足大多數建筑工程的實際應用要求[4]。在建筑節能方面,相變建筑材料的應用,使得建筑能耗得到了明顯的降低,同時也減少了對生態環境的不良影響。
4相變建筑材料的應用
4.1地板在傳統的冬季供暖當中,主要是通過室內分布的暖氣片進行供暖。但是由于暖氣片的數量有限,對于較大的室內面積來說,供熱效果十分有限。而地熱作為一種新型的供暖方式,能夠極大的擴充供熱面積,從而更加均勻的提升室內溫度水平。但是地熱供熱的施工成本較高,并且具有很高的能耗,不符合建筑行業可持續發展的要求[5]。因此,在地熱供暖方式下,可以采用相變地板,從而有效的降低施工成本和能量消耗。在地板當中,通常都是以封裝技術來對相變材料進行應用,從而使地板的使用壽命得到提高。通過實際應用能夠得知,對于地板表面的溫度波動,采用相變地板能夠更為有效的進行控制,從而使人們的生活更加舒適。
4.2墻板相比于一些傳統的建筑材料,在建筑節能領域,相變材料能夠達到60%以上的節能效果。在墻板的應用當中,可以注入相變材料,形成具有良好儲熱性能的相變儲能墻板,從而極大的降低墻板的傳熱量。對于室內溫度的調節來說,相變墻板有著極為良好的效果。經過研究和實踐能夠看出,如果將相變墻板應用在建筑工程當中,在夏季最大能夠降低室內4攝氏度的溫度,而在冬季,則能夠使室內的溫度相應提高,從而極大的節約了供暖的能源消耗[6]。在冬季非常寒冷的北方地區,如果應用了相變墻板,對于一個面積為100平方米的房屋來說,在整個采暖季,采暖消耗的電量僅僅為10度。即使在斷電之后,應用了相變墻板的室內也能夠繼續保持數個小時以上的恒溫保暖狀態。通過這種方式,極大的降低了使用空調取暖的頻率,節約了大量的電能,真正達到了冬暖夏涼的舒適效果。
4.3砂漿在現代建筑領域當中,砂漿是一種十分常用的建筑材料。在砂漿當中應用相變材料,能夠在一定程度上改變砂漿的性質,使其轉變為相變儲能砂漿,從而產生良好的儲能效果。在建筑當中,應用相變儲能砂漿,能夠在夏季發揮出良好的隔熱制冷效果,而在冬季,又能夠發揮出良好的保溫保暖作用,使室內外的相對溫度波動降低。經過理論和實踐研究發現,如果將相變儲能砂漿提升2厘米,其儲熱能的效果等同于增加20厘米的磚木結構墻[7]。在建筑當中應用了相變儲能砂漿,如果室內溫度達到了22攝氏度以上,相變儲能砂漿會對室內的多余熱能進行自動的吸收,從而對室內溫度進行自動調節。在冬季,白天的時候相變儲能砂漿會吸收太陽光照射的熱量,并且在室溫低于22攝氏度的時候,將儲存的熱量放出,以提升室內的溫度。
4.4混凝土在當前的建筑領域當中,混凝土是一種必不可少的重要建筑材料,而混凝土的建筑能耗也是極為嚴重的部分。對此,在混凝土施工當中,可應用相變材料,在混凝土塊當中,注入相應的相變材料,從而改變混凝土的性能。在混凝土當中應用相變材料,能夠更好的控制混凝土的水化熱反應,從而使混凝土的防水性、耐久性得到提高。這樣,能夠更為有效的優化和解決混凝土熱裂縫的問題。此外,應用相變混凝土材料,能夠提高混凝土塊兩倍以上的儲熱能力,從而進一步提升建筑物的隔熱性能和保溫性能,達到建筑節能的目的。
5結語
建筑領域是我國的一個十分重要的領域。隨著建筑領域的不斷發展,大量建筑物的出現,也帶來了更為嚴重的能耗問題。由于很多重要的能源都屬于不可再生能源,因此,在建筑領域當中,必須對建筑能耗問題進行有效的控制和降低。建筑材料作為建筑能耗的重要組成部分,可以應用相變節能建筑材料,利用其相變過程中的自動吸放熱,起到更為良好的建筑節能效果,從而推動建筑行業的良好可持續發展。
參考文獻
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[2]夏琳,董莪,劉杰勝.相變材料在建筑節能中的應用及其研究進展[J].磚瓦,2014,07:28-30.
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[6]夏琳,董莪,劉杰勝.相變材料在建筑節能中的應用及其研究進展[J].中國建材科技,2014,S1:94.
[7]楊茹,萬勇,楊懿政,魏超.有機相變材料在建筑節能中的應用[J].材料導報,2015,S1:136-140.
作者:沈霽 單位:甘肅省建筑材料工業學校