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相变材料在相变过程中放出或吸收大量的热量,利用这一特性,将相变材料与传统建筑材料结合,用于建筑物,可以存储太阳能和低谷电能供需要时使用,能有效解决热能供给与需求失衡的矛盾。
根据各类相变材料的特性,以及我国的建筑特点,本文选择了由高密度聚乙烯和相变石蜡复合而成的定形相变材料。研究采用了表面活性剂对其进行亲水改性,成功地将相变材料由憎水性变为亲水性,改善了各组分之间的界面结合。研究掺入纤维、聚合物乳液、减水剂来提高水泥基复合相变墙体材料的强度,通过正交实验确定了各组分的合理配合比。通过实验,确定了相变材料在石膏中的合理掺量。研究采用了不同的防水剂对复合相变墙体材料进行防水改性,水泥基复合相变墙体材料经过外涂型有机硅防水剂处理后,吸水率可以降低70%,石膏基复合相变墙体材料经过外涂型有机硅类防水剂处理后,吸水率可以降低90%。本文还研究了复合相变墙体材料的耐久性和热性能。实验表明:含50%PCM的石膏基复合相变墙体材料,相变循环200次后,强度损失和质量损失均小于5%;含50%PCM的水泥基复合相变墙体材料,相变循环200次后,强度损失为7.3%,质量损失为5.2%;说明这两种复合相变墙体材料均有较好的耐久性。根据热性能测试实验结果,在普通石膏中掺入40%(体积分数)的PCM,储热效果得到了很大的提高。此种材料做成的建筑围护结构,冬季白天可吸收太阳能,夜间放热,明显改善冬季寒冷地区建筑热性能,节省采暖能耗,在实行峰谷电价的地区,可利用夜间廉价电蓄热,白天放热,大大减少采暖能耗。