近几年,随着建筑能耗的加大,研究人员加大了相变储能技术在建筑节能领域的研究.大量的相变储能材料被引进到建筑节能材料中,以期达到节能控温的效果。但是迄今为止没有一种相变材料能完美地达到实现控温效果的,它们要么是存在过冷现象,要么稳定性差,要么对骨架结构具有腐蚀性,更重要的是狭窄的相变温度范围不能很好的对温度变化幅度大的环境进行有效地调控。因此,本课题采用具有相变潜热高、熔化时蒸汽压力低、化学性质稳定、几乎没有过冷现象、自成核、没有相分离和腐蚀性等优点的石蜡作为相变材料,并将石蜡包入到微胶囊中,使其与与骨架材料分开,既能保证不对骨架材料造成不良影响,也能使相变材料在相变时保持固体状态。在本课题中,通过乳化技术,以石蜡为芯材,以脲醛树脂为囊壁,制得相变储能微胶囊。测试微胶囊囊壁在不同酸碱环境下的稳定性;运用差热分析法(Differential Thermal Analysis),对微胶囊在多次热循环作用下的稳定性进行实验,并求得相变微胶囊的潜热。将制得的微胶囊加入到水泥净浆基体中,制得储能控温建筑材料,测量它们的差热分析曲线,得出相变材料在建材中的相变潜热和重复相变后的稳定性。在数值模拟方面,FLUENT是一种应用广泛且较为精准的流体计算软件,运用这种软件,可以对相变材料及其所处环境进行仿真模拟,从而与实验结果进行直观的对比。在已经具有相变,传热和FLUENT软件等知识的基础上,对相变材料对环境温度的调控进行观测和模拟,利用Origin7.5图像处理软件对实验数据进行整理、拟合、分析,得到表征相变材料在一定环境温度变化的情况下的控温效果,证实相变材料在建筑节能和建筑结构维护方面能起到有效的作用。本文的研究内容和主要成果如下:(1)通过实验发现,合成过程中,搅拌转速,包囊温度和石蜡用量都会对微胶囊的粒径,外貌等产生影响,当转速为450r/min,石蜡用量为280g,温度为63~65℃时,微胶囊外貌规则,光滑,粒径分布均匀。(2)通过实验发现,对相变微胶囊的稳定性进行研究。在实验中发现,微胶囊在碱性环境中稳定性较好,而在酸性环境下很容易破坏;另外还发现在多次热循环作用下微胶囊稳定性良好。(3)运用差热分析法对相变水泥柱体进行差热分析,发现相变水泥材料的吸放热控温能力是普通水泥材料的几倍到十几倍。(4)在实验中发现,随着微胶囊量的增加,微胶囊对温升的降低能力越强,升温速率和降温速率也就越低;然后测试含有微胶囊的混凝土的绝热温升,发现相变微胶囊能有效的降低混凝土中的水化温升。(5)运用CFD软件对不同微胶囊含量情况下的水泥板的控温效果进行模拟,发现微胶囊能有效地降低墙板内侧的温度波动;然后再对不同微胶囊用量,不同相变温度情况下相变微胶囊对大体积混凝土的水化温升的控温效果进行模拟,发现相变温度较低的微胶囊能更有效的控制温度的升高。