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摘 要：建筑用材料的相變溫度調(diào)節(jié)，受限于環(huán)境氣候溫度，而決定相變材料的相變調(diào)溫功能，是環(huán)境溫度，而不是相變材料本身，研究建筑與相變物質(zhì)及環(huán)境氣候，可以加深我們對相變材料的性能、作用與價值的認(rèn)識和理解。
關(guān)鍵詞：相變材料；相變保溫材料
前 言：
世界上任何一種物質(zhì)，對溫度變化都有反應(yīng)，遇熱遇冷后，會吸熱放熱、并發(fā)生形態(tài)變化，甚至是結(jié)構(gòu)與性能變化，這種變化每時每刻都在進(jìn)行著，我們所處的地球環(huán)境和萬物也是如此。
材料對溫度變化的反應(yīng)，在科學(xué)與客觀上，是不可否認(rèn)的。如果將一些化學(xué)合成的可以起相變調(diào)溫作用的材料或技術(shù)，大量地用于建筑墻體，其實際意義并不會很大。
本文客觀地從建筑材料、居住建筑、自然氣候環(huán)境、環(huán)保與健康等角度來討論相變材料應(yīng)用上的一些問題，因?qū)W識有限，如有不正之處，誠請業(yè)內(nèi)行家批評指正。
一、常用相變材料的相變溫度與相變能及其應(yīng)用
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樣品名稱
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相變溫度/℃
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相變能/（KJ/Kg）
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水
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0
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333.6
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石 蠟
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12~24
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200~300
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十二醇
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17~24
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188
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十八烷
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22~27
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205
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硬脂酸丁酯
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18~23
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140
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硬脂酸甲酯
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23~27
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188
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棕櫚酸丙酯
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16~19
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186
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棕櫚酸丁酯
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17~21
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138
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從上表中可以看出，水由液相變成固相的潛熱值是比較高的，俗話說“冰凍三尺非一日之寒”！也是人類最早利用的相變調(diào)溫材料之一，自然界中一切有形的材料或物體，受熱遇冷后，都會不同程度地吸收熱量與釋放熱量，并產(chǎn)生相變反應(yīng)（如熱脹冷縮等）。
我國數(shù)百年前就有利用相變材料—儲冰的技術(shù)，約三千年前的《詩經(jīng)》中，就記載有“二之日鑿冰沖沖，三之日納于凌陰，四之日其蚤，獻(xiàn)羔祭韮”的詩句，是說遠(yuǎn)在周朝時，人們于臘月采冰，正月往冰窖存冰，二月取出冰來，冰鎮(zhèn)著羊羔肉和韮菜上供祭神。
在清朝，由工部都水司掌管，京城有四個地點(diǎn)，共建有冰窖18座，年儲冰量約20萬塊以上（每塊冰一尺五寸見方，重量約80公斤）。每年冬至后半個月開始在故宮護(hù)城河、北海、御河等處采冰，儲于冰窖里，以供夏天冰鎮(zhèn)食品、冷飲、防暑降溫之用。
八十年代，北京街頭叫賣的冰鎮(zhèn)汽水，就是用從冰窖取來的冰塊冰涼的，筆者于九十年代初的寒冬時節(jié)，曾目睹過當(dāng)?shù)鼐用駨暮写罅咳”赜诰徒牡叵峦两阎械那榫�，（地點(diǎn)就是現(xiàn)在的北京朝陽公園西面），后來由于電冰箱問世，這種古老的辦法才漸漸失傳了。
相變材料，特別是人工化學(xué)合成固液型、液固型、固固型相變材料及封裝技術(shù)，在國內(nèi)外早就有很多人從事研究，我國的清華大學(xué)、武漢理工大學(xué)、中國建筑材料科學(xué)研究總院、中國紡織科學(xué)研究院等單位的一些科技人員都做過相關(guān)研究，關(guān)于研究方面的文獻(xiàn)也有很多。在國外，如美國在八十年代就將相變材料用于建材制品試驗，直到現(xiàn)在近三十年過去了，卻并沒有在建材領(lǐng)域或建筑上全面推廣。
由于大量使用相變材料，可能引起的資源、環(huán)保、健康等問題，國際社會是非常謹(jǐn)慎的，很多國家和地區(qū)都有由政府資助的相關(guān)課題研究小組。我國部分城市的政府主管部門、科研技術(shù)人員也開始對用于建筑的可調(diào)溫相變材料的應(yīng)用，持慎重態(tài)度，甚至是懷疑。因此，對于化學(xué)合成相變材料在建材、建筑上的大量應(yīng)用，還需要進(jìn)一步從資源、環(huán)保、健康、節(jié)能效益等方面，做細(xì)致的分析、研究與評價工作，不能盲目推廣。
二、 自然氣候環(huán)境與物理相變
1. 自然氣候變化規(guī)律
自然環(huán)境氣候，而且四季分明，我們把它分成春夏秋冬、二十四個節(jié)氣，如：立春、雨水、驚蟄、春分、清明、谷雨、立夏、小滿、芒種、夏至、小暑、大暑、立秋、處暑、白露、秋分、寒露、霜降、立冬、小雪、大雪、冬至、小寒、大寒。還編寫出了二十四節(jié)氣歌：“春雨驚春清谷天，夏滿芒夏暑相連 ，秋處露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒”。還有“夏三伏”、“冬三九”和一些關(guān)于氣候變化方面的民歌、民謠、農(nóng)諺等，有其恒久不變的規(guī)律，萬物生長與存在都是遵循這些自然氣候規(guī)律，也是人類在長期的生產(chǎn)生活實踐、生存適應(yīng)和不斷發(fā)展過程中對自然環(huán)境的領(lǐng)悟和知識積累，它是遠(yuǎn)古以來人類順應(yīng)自然、利用自然氣候條件的例證。
2. 自然氣候與地球環(huán)境的相變性
實際上我們地球、地球上萬物、建筑物本身、包括空氣與水、甚至于我們?nèi)梭w，都有相變功能，都能不斷吸收太陽輻射所產(chǎn)生的熱能和放熱、起到一定的自動調(diào)節(jié)環(huán)境溫度作用，每天每時刻都在不停地發(fā)揮著這樣作用，從每天二十四小時的環(huán)境溫度變化中就能夠體會和感觸到這點(diǎn)，夏天的清晨陽光照射地球，但卻不會覺得有多熱，是因為地球上萬物在吸收太陽的光和熱能，直到中午才慢慢飽和，達(dá)到一個較熱的峰值，人們才會感到特別炎熱，而太陽西下后，漸漸看不到太陽，環(huán)境氣溫還是熱，為什么盛夏的夜晚總是很熱，是因為地球上淺表及萬物在緩慢釋放白天所吸收太陽熱能的原因，直到接近凌晨，氣溫慢慢降下來，而到了嚴(yán)冬氣候，早上陽光明媚，卻感覺不到暖和，是因為地球上淺表及萬物在吸收太陽能量，到中午吸收達(dá)到一定飽和狀態(tài)，才會明顯感到環(huán)境有些溫暖，太陽落山，直到夜里二十三點(diǎn)鐘，我們感到氣溫逐漸在降低。如果沒有地球和萬物的吸熱放熱的相變調(diào)溫作用，我們的環(huán)境氣候會不可想象。任何的人工相變材料產(chǎn)品，不可能達(dá)到地球受溫度相變所產(chǎn)生能量與調(diào)溫的能力。
三、自然氣候環(huán)境相變與生態(tài)循環(huán)
八十年代，北京街頭叫賣的冰鎮(zhèn)汽水，就是用從冰窖取來的冰塊冰涼的，筆者于九十年代初的寒冬時節(jié)，曾目睹過當(dāng)?shù)鼐用駨暮写罅咳”赜诰徒牡叵峦两阎械那榫�，（地點(diǎn)就是現(xiàn)在的北京朝陽公園西面），后來由于電冰箱問世，這種古老的辦法才漸漸失傳了。
相變材料，特別是人工化學(xué)合成固液型、液固型、固固型相變材料及封裝技術(shù)，在國內(nèi)外早就有很多人從事研究，我國的清華大學(xué)、武漢理工大學(xué)、中國建筑材料科學(xué)研究總院、中國紡織科學(xué)研究院等單位的一些科技人員都做過相關(guān)研究，關(guān)于研究方面的文獻(xiàn)也有很多。在國外，如美國在八十年代就將相變材料用于建材制品試驗，直到現(xiàn)在近三十年過去了，卻并沒有在建材領(lǐng)域或建筑上全面推廣。
由于大量使用相變材料，可能引起的資源、環(huán)保、健康等問題，國際社會是非常謹(jǐn)慎的，很多國家和地區(qū)都有由政府資助的相關(guān)課題研究小組。我國部分城市的政府主管部門、科研技術(shù)人員也開始對用于建筑的可調(diào)溫相變材料的應(yīng)用，持慎重態(tài)度，甚至是懷疑。因此，對于化學(xué)合成相變材料在建材、建筑上的大量應(yīng)用，還需要進(jìn)一步從資源、環(huán)保、健康、節(jié)能效益等方面，做細(xì)致的分析、研究與評價工作，不能盲目推廣。
二、 自然氣候環(huán)境與物理相變
1. 自然氣候變化規(guī)律
自然環(huán)境氣候，而且四季分明，我們把它分成春夏秋冬、二十四個節(jié)氣，如：立春、雨水、驚蟄、春分、清明、谷雨、立夏、小滿、芒種、夏至、小暑、大暑、立秋、處暑、白露、秋分、寒露、霜降、立冬、小雪、大雪、冬至、小寒、大寒。還編寫出了二十四節(jié)氣歌：“春雨驚春清谷天，夏滿芒夏暑相連 ，秋處露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒”。還有“夏三伏”、“冬三九”和一些關(guān)于氣候變化方面的民歌、民謠、農(nóng)諺等，有其恒久不變的規(guī)律，萬物生長與存在都是遵循這些自然氣候規(guī)律，也是人類在長期的生產(chǎn)生活實踐、生存適應(yīng)和不斷發(fā)展過程中對自然環(huán)境的領(lǐng)悟和知識積累，它是遠(yuǎn)古以來人類順應(yīng)自然、利用自然氣候條件的例證。
2. 自然氣候與地球環(huán)境的相變性
實際上我們地球、地球上萬物、建筑物本身、包括空氣與水、甚至于我們?nèi)梭w，都有相變功能，都能不斷吸收太陽輻射所產(chǎn)生的熱能和放熱、起到一定的自動調(diào)節(jié)環(huán)境溫度作用，每天每時刻都在不停地發(fā)揮著這樣作用，從每天二十四小時的環(huán)境溫度變化中就能夠體會和感觸到這點(diǎn)，夏天的清晨陽光照射地球，但卻不會覺得有多熱，是因為地球上萬物在吸收太陽的光和熱能，直到中午才慢慢飽和，達(dá)到一個較熱的峰值，人們才會感到特別炎熱，而太陽西下后，漸漸看不到太陽，環(huán)境氣溫還是熱，為什么盛夏的夜晚總是很熱，是因為地球上淺表及萬物在緩慢釋放白天所吸收太陽熱能的原因，直到接近凌晨，氣溫慢慢降下來，而到了嚴(yán)冬氣候，早上陽光明媚，卻感覺不到暖和，是因為地球上淺表及萬物在吸收太陽能量，到中午吸收達(dá)到一定飽和狀態(tài)，才會明顯感到環(huán)境有些溫暖，太陽落山，直到夜里二十三點(diǎn)鐘，我們感到氣溫逐漸在降低。如果沒有地球和萬物的吸熱放熱的相變調(diào)溫作用，我們的環(huán)境氣候會不可想象。任何的人工相變材料產(chǎn)品，不可能達(dá)到地球受溫度相變所產(chǎn)生能量與調(diào)溫的能力。
三、自然氣候環(huán)境相變與生態(tài)循環(huán)
我國氣候條件分為嚴(yán)寒、寒冷、夏熱冬冷、夏熱冬暖、溫和五個自然分區(qū)，北方冷、南方熱，加上海洋氣候環(huán)境，我國的空氣很容易形成對流，這樣的氣候條件最有利于生態(tài)循環(huán)與發(fā)展，對于萬物生長、人類繁衍很有利。這點(diǎn)明顯優(yōu)于非洲等其它國家和地區(qū)，我們的國土能養(yǎng)活13億人民，而且中國人很有智慧，這都是自然環(huán)境造就的。
以唯物辯證法的觀點(diǎn)，因為頻繁的冷熱氣候變化、甚至是異常的變化，才會產(chǎn)生風(fēng)、云、雨、露等，是自然氣候環(huán)境的冷熱變化與地球環(huán)境的相變調(diào)溫作用，才產(chǎn)生了良好的自然環(huán)境的生態(tài)特性，形成可以持續(xù)性、自然循環(huán)、自我調(diào)節(jié)的自然生態(tài)環(huán)境與氣候體系。假設(shè)全球氣溫一年四季都是恒溫26 ℃或是28 ℃，沒有頻繁冷熱變化，空氣就難以流動，不能形成對流，難以產(chǎn)生風(fēng)、云、雨、露等，世界上許多生物、包括人類就會消亡（參考文獻(xiàn)《現(xiàn)代建材及城市建設(shè)與健康和生態(tài)環(huán)境保護(hù)。因此，筆者認(rèn)為，人類不可能超越自然法則，如異想去改變自然的一切，幾乎會是徒勞，必然會適得其反。
四、自然氣候環(huán)境與健康
隨著進(jìn)步與發(fā)展，人類的生活水平有了較大的改變，但自然環(huán)境和身體健康狀況卻面臨的問題卻越來越嚴(yán)重，世界各國的政治家、經(jīng)濟(jì)學(xué)家不顧環(huán)境與自然，熱衷于搞經(jīng)濟(jì)開發(fā)、鼓勵民眾消費(fèi)、甚至是過度消耗，工業(yè)化、城市化建設(shè)，造成人口過分集中、城市擁堵、資源緊缺、氣候變暖、環(huán)境污染、耕地面積減少、糧食供應(yīng)緊張、生活成本增加，引起民生問題。沒有良好的自然環(huán)境和生態(tài)循環(huán)體系，不久的將來，我們會變得越來越難以生存下去！
現(xiàn)在很多的墻體保溫材料和技術(shù)，存在認(rèn)識上的誤區(qū)，那種不考慮自然氣候環(huán)境、節(jié)約能耗的主要根源，片面認(rèn)為只要墻體穿上“棉衣”就能真正保溫和節(jié)能，墻材里有了相變材料，就可以自動調(diào)溫，達(dá)到保溫節(jié)能的理想，是無知的表現(xiàn)。我們不能“閉門造車”，用實驗室的數(shù)據(jù)，而脫離現(xiàn)實與實際，現(xiàn)實與實際情況是：烈日當(dāng)夏，流動的空氣，清新自然流動的空氣，要比用“棉衣”隔熱，更節(jié)能、更舒服的多，而冰封的寒冬，則需要太陽光芒的照射來溫暖我們。
從理論上講，空氣的導(dǎo)熱系數(shù)最小，如果我們采用的保溫材料和技術(shù)阻隔了冷熱空氣，不讓空氣對流，將人與自然隔絕，我們則會因此而喪失自然能源的調(diào)溫作用，反而會增加能耗；室內(nèi)空氣不能微循環(huán)，會加劇室內(nèi)空氣污染，損害身體健康。
五、現(xiàn)代城市的熱島效應(yīng)與環(huán)境污染問題
自然恩賜給人類一切，但我們卻沒有很好地愛惜。當(dāng)今全世界面臨所有的資源、能源、環(huán)境等問題，如全球氣溫升高、雪山消融、海平面升高、有害氣體排放和水源污染、空氣污染、食物污染等，都是我們用“工廠”制造出來的，是我們過分追求工業(yè)化、城市化和侈逸生活的結(jié)果！
現(xiàn)代城市建筑的屋頂、墻體、地面大量使用化學(xué)合成材料，如有機(jī)化學(xué)保溫材料、各種建筑粘合劑、油漆、涂料、密封材料、防水材料等，還有大量鋼材、玻璃，石油瀝青道路等，這些材料大量吸收太陽熱能，加上汽車尾氣、人口過多等原因，導(dǎo)致城市產(chǎn)生“熱島效應(yīng)”，現(xiàn)代城市城區(qū)，要比郊外溫度高出好幾度。
城市建筑的大量增加，尤其是特大型城市，人口密度過大，空氣、水源等環(huán)境污染加大，城市生態(tài)環(huán)境不斷惡化，這些將是未來宜居城市規(guī)劃發(fā)展的需要解決的重要問題。
六、建筑墻體保溫節(jié)能系統(tǒng)使用相變材料的幾個主要問題
材料的相變特性、調(diào)溫功能與作用是不可否認(rèn)的，在某些特殊環(huán)境可以根據(jù)需要利用相變材料的吸熱、放熱、調(diào)溫作用來滿足人們對溫度的要求。但如果我們企圖把它大量用于建筑物的調(diào)溫上，不是一個簡單的問題，我們需要認(rèn)真對待與研究以下問題：
1．相變材料的安全、環(huán)保、健康問題
雖然國內(nèi)有采用微膠囊密封技術(shù)，但用于封裝材料與技術(shù)可行性、可靠性和環(huán)保等問題，建筑是永久性的，能否與建筑保持同等使用壽命，如果達(dá)不到這個要求，就會存在安全健康和環(huán)境污染隱患。
相變材料，特別是以石臘為主的化學(xué)合成相變材料，其遇熱、燃燒時易揮發(fā)的有害成分，對于人體危害性和對于室內(nèi)空氣環(huán)境與自然環(huán)境的污染問題，特別是將這些材料用于室內(nèi)環(huán)境，將會影響建筑物的呼吸透氣性和室內(nèi)環(huán)境的空氣質(zhì)量，其使用壽命終止后難以利用，會增加環(huán)境負(fù)荷，造成新的污染。
2．相變材料相變功能的衰減問題
建筑物保溫節(jié)能系統(tǒng)要求，是要求建筑保溫節(jié)能系統(tǒng)要與建筑物同壽命，化學(xué)合成材料的相變功能及其使用壽命是極其有限的，它無法保證長期的穩(wěn)定性，達(dá)不到這個基本要求。
3．環(huán)境溫度的自然調(diào)節(jié)與相變材料
由于地球的自轉(zhuǎn)運(yùn)動，太陽光照射建筑物呈規(guī)律性偏移，建筑物四個方位及屋頂受熱時間與溫度不會一致。在外部自然溫度環(huán)境條件下，悶熱的夏季，要解決由于陽光照射建筑物導(dǎo)致室內(nèi)溫度升高，并利用流動的自然空氣來散熱降溫；而在寒冷的冬天，我們要擋寒風(fēng)并保持溫度，需要溫暖的陽光透過窗戶玻璃直射到室內(nèi)增加溫度，所有這些問題，我們完全能夠通過建筑設(shè)計師的智慧來達(dá)到目的，比如：北方的陰面墻體、南方的陽面墻體采用輕質(zhì)保溫材料或適當(dāng)增加墻體厚度，采用人字型坡屋頂，利用空氣動力學(xué)原理，設(shè)計可調(diào)節(jié)的自然新風(fēng)系統(tǒng)或排氣窗。
可用于建筑或紡織品的相變材料雖然有一定的吸熱放熱、調(diào)溫作用，但其作用卻十分受限，因為我們所處的自然氣候環(huán)境不可能是一會兒35℃、一會兒-35℃，夏季處于長時間高溫、冬季處于長時間低溫、春秋氣候宜人，從健康與自然的角度，我們應(yīng)該親近自然，不宜在建筑墻體上或生活中廣泛使用相變材料。
4．相變材料與氣候環(huán)境的溫度場問題
我國氣候復(fù)雜，規(guī)律性強(qiáng)，大部分地區(qū)四季分明，在最嚴(yán)寒地區(qū)冬季，處于氣溫-20℃以上的時間有好幾個月，處于這種溫度場情況下，相變材料幾乎“無熱可吸”。而在夏熱地區(qū)，處于30℃度以上氣溫的時間有好幾個月，連夜間氣溫都是零上30多度，這時，相變材料放熱就會使氣候環(huán)境更熱（大家看到的城市石油瀝青路面，它是最能吸熱放熱的相變材料，但我們的城市居民卻沒有感受到“冬天不冷，夏天不熱”的舒適，反而增加更多的毒害、空氣污染和不舒適感）。因此，建筑用相變材料的相變溫度調(diào)節(jié)，受限于環(huán)境氣候溫度，而決定相變材料的相變調(diào)溫功能，是環(huán)境溫度，而不是相變材料本身。
5．相變材料與自然氣候條件問題
人體感到舒適的自然溫度范圍是25℃左右，高于或低于這個溫度10℃以上時，人體就會以增減衣物的辦法，來保持人體溫度，基本上不用其它保溫措施，只有在環(huán)境溫度低于5℃或高于30℃時，就會對生活與居住環(huán)境有調(diào)溫和保溫要求。自然環(huán)境氣候表明，一年四季中處于極冷極熱環(huán)境氣候，主要是冬季與夏季，而春秋兩季氣候宜人，基本上不會有調(diào)溫保溫要求。也就是說一年中約有半年左右的時間，自然溫度可以滿足人們，相變材料就沒有太大調(diào)溫作用和意義。
七、建筑節(jié)能降耗面臨的實際問題
客觀上講，能源問題是世界面臨的重大難題，我國能源困難問題也很突出，加強(qiáng)資源、能源、環(huán)保、健康方面的研究與宣傳教育，鼓勵和提倡人與自然和諧共處，節(jié)約和高效利用能源，其解決問題的根本出路，還必須先從人的能耗行為上，一是處罰高能耗、限制能耗、限制能源過度消費(fèi)行為，不提倡過分耗能的“溫室”生活，二是能源的高效利用，三是盡可能適應(yīng)自然氣候環(huán)境變化，充分利用自然氣候環(huán)境條件，利用自然的太陽能、光能、風(fēng)能、水氣能的調(diào)溫作用。
綜 述：
現(xiàn)代建筑和建材工業(yè)的發(fā)展，關(guān)系到我國經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的一個重要方面，建筑所產(chǎn)生的資源、能耗、環(huán)境和健康影響很大，建筑上所用的一切材料，如防水材料、保溫材料、防火材料、裝飾材料等，其技術(shù)性能的可靠性、安全環(huán)保、資源利用、經(jīng)濟(jì)適用性等，促進(jìn)建筑材料、建筑、自然生態(tài)環(huán)境、人居環(huán)境的和諧發(fā)展，是我們一代建材人的義不容辭的責(zé)任和光榮使命！
相變材料調(diào)溫作用及相關(guān)研究.ppt
隨著進(jìn)步與發(fā)展，人類的生活水平有了較大的改變，但自然環(huán)境和身體健康狀況卻面臨的問題卻越來越嚴(yán)重，世界各國的政治家、經(jīng)濟(jì)學(xué)家不顧環(huán)境與自然，熱衷于搞經(jīng)濟(jì)開發(fā)、鼓勵民眾消費(fèi)、甚至是過度消耗，工業(yè)化、城市化建設(shè)，造成人口過分集中、城市擁堵、資源緊缺、氣候變暖、環(huán)境污染、耕地面積減少、糧食供應(yīng)緊張、生活成本增加，引起民生問題。沒有良好的自然環(huán)境和生態(tài)循環(huán)體系，不久的將來，我們會變得越來越難以生存下去！
現(xiàn)在很多的墻體保溫材料和技術(shù)，存在認(rèn)識上的誤區(qū)，那種不考慮自然氣候環(huán)境、節(jié)約能耗的主要根源，片面認(rèn)為只要墻體穿上“棉衣”就能真正保溫和節(jié)能，墻材里有了相變材料，就可以自動調(diào)溫，達(dá)到保溫節(jié)能的理想，是無知的表現(xiàn)。我們不能“閉門造車”，用實驗室的數(shù)據(jù)，而脫離現(xiàn)實與實際，現(xiàn)實與實際情況是：烈日當(dāng)夏，流動的空氣，清新自然流動的空氣，要比用“棉衣”隔熱，更節(jié)能、更舒服的多，而冰封的寒冬，則需要太陽光芒的照射來溫暖我們。
從理論上講，空氣的導(dǎo)熱系數(shù)最小，如果我們采用的保溫材料和技術(shù)阻隔了冷熱空氣，不讓空氣對流，將人與自然隔絕，我們則會因此而喪失自然能源的調(diào)溫作用，反而會增加能耗；室內(nèi)空氣不能微循環(huán)，會加劇室內(nèi)空氣污染，損害身體健康。
五、現(xiàn)代城市的熱島效應(yīng)與環(huán)境污染問題
自然恩賜給人類一切，但我們卻沒有很好地愛惜。當(dāng)今全世界面臨所有的資源、能源、環(huán)境等問題，如全球氣溫升高、雪山消融、海平面升高、有害氣體排放和水源污染、空氣污染、食物污染等，都是我們用“工廠”制造出來的，是我們過分追求工業(yè)化、城市化和侈逸生活的結(jié)果！
現(xiàn)代城市建筑的屋頂、墻體、地面大量使用化學(xué)合成材料，如有機(jī)化學(xué)保溫材料、各種建筑粘合劑、油漆、涂料、密封材料、防水材料等，還有大量鋼材、玻璃，石油瀝青道路等，這些材料大量吸收太陽熱能，加上汽車尾氣、人口過多等原因，導(dǎo)致城市產(chǎn)生“熱島效應(yīng)”，現(xiàn)代城市城區(qū)，要比郊外溫度高出好幾度。
城市建筑的大量增加，尤其是特大型城市，人口密度過大，空氣、水源等環(huán)境污染加大，城市生態(tài)環(huán)境不斷惡化，這些將是未來宜居城市規(guī)劃發(fā)展的需要解決的重要問題。
六、建筑墻體保溫節(jié)能系統(tǒng)使用相變材料的幾個主要問題
材料的相變特性、調(diào)溫功能與作用是不可否認(rèn)的，在某些特殊環(huán)境可以根據(jù)需要利用相變材料的吸熱、放熱、調(diào)溫作用來滿足人們對溫度的要求。但如果我們企圖把它大量用于建筑物的調(diào)溫上，不是一個簡單的問題，我們需要認(rèn)真對待與研究以下問題：
1．相變材料的安全、環(huán)保、健康問題
雖然國內(nèi)有采用微膠囊密封技術(shù)，但用于封裝材料與技術(shù)可行性、可靠性和環(huán)保等問題，建筑是永久性的，能否與建筑保持同等使用壽命，如果達(dá)不到這個要求，就會存在安全健康和環(huán)境污染隱患。
相變材料，特別是以石臘為主的化學(xué)合成相變材料，其遇熱、燃燒時易揮發(fā)的有害成分，對于人體危害性和對于室內(nèi)空氣環(huán)境與自然環(huán)境的污染問題，特別是將這些材料用于室內(nèi)環(huán)境，將會影響建筑物的呼吸透氣性和室內(nèi)環(huán)境的空氣質(zhì)量，其使用壽命終止后難以利用，會增加環(huán)境負(fù)荷，造成新的污染。
2．相變材料相變功能的衰減問題
建筑物保溫節(jié)能系統(tǒng)要求，是要求建筑保溫節(jié)能系統(tǒng)要與建筑物同壽命，化學(xué)合成材料的相變功能及其使用壽命是極其有限的，它無法保證長期的穩(wěn)定性，達(dá)不到這個基本要求。
3．環(huán)境溫度的自然調(diào)節(jié)與相變材料
由于地球的自轉(zhuǎn)運(yùn)動，太陽光照射建筑物呈規(guī)律性偏移，建筑物四個方位及屋頂受熱時間與溫度不會一致。在外部自然溫度環(huán)境條件下，悶熱的夏季，要解決由于陽光照射建筑物導(dǎo)致室內(nèi)溫度升高，并利用流動的自然空氣來散熱降溫；而在寒冷的冬天，我們要擋寒風(fēng)并保持溫度，需要溫暖的陽光透過窗戶玻璃直射到室內(nèi)增加溫度，所有這些問題，我們完全能夠通過建筑設(shè)計師的智慧來達(dá)到目的，比如：北方的陰面墻體、南方的陽面墻體采用輕質(zhì)保溫材料或適當(dāng)增加墻體厚度，采用人字型坡屋頂，利用空氣動力學(xué)原理，設(shè)計可調(diào)節(jié)的自然新風(fēng)系統(tǒng)或排氣窗。
可用于建筑或紡織品的相變材料雖然有一定的吸熱放熱、調(diào)溫作用，但其作用卻十分受限，因為我們所處的自然氣候環(huán)境不可能是一會兒35℃、一會兒-35℃，夏季處于長時間高溫、冬季處于長時間低溫、春秋氣候宜人，從健康與自然的角度，我們應(yīng)該親近自然，不宜在建筑墻體上或生活中廣泛使用相變材料。
4．相變材料與氣候環(huán)境的溫度場問題
我國氣候復(fù)雜，規(guī)律性強(qiáng)，大部分地區(qū)四季分明，在最嚴(yán)寒地區(qū)冬季，處于氣溫-20℃以上的時間有好幾個月，處于這種溫度場情況下，相變材料幾乎“無熱可吸”。而在夏熱地區(qū)，處于30℃度以上氣溫的時間有好幾個月，連夜間氣溫都是零上30多度，這時，相變材料放熱就會使氣候環(huán)境更熱（大家看到的城市石油瀝青路面，它是最能吸熱放熱的相變材料，但我們的城市居民卻沒有感受到“冬天不冷，夏天不熱”的舒適，反而增加更多的毒害、空氣污染和不舒適感）。因此，建筑用相變材料的相變溫度調(diào)節(jié)，受限于環(huán)境氣候溫度，而決定相變材料的相變調(diào)溫功能，是環(huán)境溫度，而不是相變材料本身。
5．相變材料與自然氣候條件問題
人體感到舒適的自然溫度范圍是25℃左右，高于或低于這個溫度10℃以上時，人體就會以增減衣物的辦法，來保持人體溫度，基本上不用其它保溫措施，只有在環(huán)境溫度低于5℃或高于30℃時，就會對生活與居住環(huán)境有調(diào)溫和保溫要求。自然環(huán)境氣候表明，一年四季中處于極冷極熱環(huán)境氣候，主要是冬季與夏季，而春秋兩季氣候宜人，基本上不會有調(diào)溫保溫要求。也就是說一年中約有半年左右的時間，自然溫度可以滿足人們，相變材料就沒有太大調(diào)溫作用和意義。
七、建筑節(jié)能降耗面臨的實際問題
客觀上講，能源問題是世界面臨的重大難題，我國能源困難問題也很突出，加強(qiáng)資源、能源、環(huán)保、健康方面的研究與宣傳教育，鼓勵和提倡人與自然和諧共處，節(jié)約和高效利用能源，其解決問題的根本出路，還必須先從人的能耗行為上，一是處罰高能耗、限制能耗、限制能源過度消費(fèi)行為，不提倡過分耗能的“溫室”生活，二是能源的高效利用，三是盡可能適應(yīng)自然氣候環(huán)境變化，充分利用自然氣候環(huán)境條件，利用自然的太陽能、光能、風(fēng)能、水氣能的調(diào)溫作用。
綜 述：
現(xiàn)代建筑和建材工業(yè)的發(fā)展，關(guān)系到我國經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的一個重要方面，建筑所產(chǎn)生的資源、能耗、環(huán)境和健康影響很大，建筑上所用的一切材料，如防水材料、保溫材料、防火材料、裝飾材料等，其技術(shù)性能的可靠性、安全環(huán)保、資源利用、經(jīng)濟(jì)適用性等，促進(jìn)建筑材料、建筑、自然生態(tài)環(huán)境、人居環(huán)境的和諧發(fā)展，是我們一代建材人的義不容辭的責(zé)任和光榮使命！
相變材料調(diào)溫作用及相關(guān)研究.ppt
