[發明專利]內外多相變保溫砌塊

無效

• 申請號: 201310431084.X
• 申請日: 2013-09-22
• 公開（公告）號: CN103541484A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 張延年;馬建飛
• 申請（專利權）人: 沈陽建筑大學
• 主分類號: E04C1/40
• 分類號: E04C1/40;E04C1/41
• 代理公司: 沈陽杰克知識產權代理有限公司 21207
• 代理人: 李宇彤

技術領域

本發明涉及建筑技術領域中保溫生土砌塊，確切地說是一種內外多相變保溫砌塊。

背景技術

隨著城鎮的大規模建設，建筑產業高消耗、高投入、低收益的問題日益突出，目前，中國已經是世界上最大的建筑材料生產國和消費國。主要建材產品水泥、平板玻璃、建筑衛生陶瓷、石材和墻體材料等產量多年居世界第一位。目前廣泛應用的外墻外保溫和內墻內保溫技術雖然可以降低能量的消耗，但由于材料本身的熱容量有限，不能充分地將能量進行儲存利用，因而限制了建筑節能的能力。由于相變物質在其物相變化過程(熔化或凝固)中，可以從環境吸收或放出大量熱量，同時保持溫度不變，可以多次重復使用等優點，將其應用于建筑節能領域不但可以提高墻體的保溫能力，節省采暖能耗，而且可以減小墻體自重，使墻體變薄，增加房屋的有效使用面積，因而具有廣闊的應用前景。

然而，由于室外環境溫度變化幅度較大，造成室內溫度不在相變溫度變化范圍之內，無法發揮相變儲能的作用。

相變材料(Phase?Change?Materials,?簡稱PCM)在其本身發生相變的過程中，可以吸收環境的熱(冷)量，并在需要時向環境放出熱(冷)量，從而達到控制周圍環境溫度的目的。利用相變材料的相變潛熱來實現能量的貯存和利用，有助于開發環保節能型復合材料，是近年來材料科學和能源利用領域中一個十分活躍的前沿研究方向。通過將相變材料與建筑材料基體復合，可以制成相變儲能建筑材料。相變儲能建筑材料是一種熱功能復合材料，能夠將能量以相變潛熱的形式進行貯存，實現能量在不同時空位置之間的轉換。

相變材料引用到建筑，是建筑領域革命性發展。主要作用結果是節能，可以達到節能60%-99%。以北方采暖為例，使用相變材料，按照100平米的房屋為測量單位計算，一個采暖季的用電量只有10度左右。

目前國內外應用于建筑節能領域的相變材料主要包括結晶水合鹽類無機相變材料，以及石蠟、羧酸、酯、多元醇和高分子聚合物等有機相變材料。結晶水合鹽類無機相變材料具有熔化熱大、熱導率高、相變時體積變化小等優點，但具有腐蝕性、相變過程中存在過冷和相分離的缺點；而有機類相變材料具有合適的相變溫度、較高的相變焓，且無毒、無腐蝕性，但其熱導率較低，相變過程中傳熱性能差。近年來，國內外主要研究了石蠟烴、脂肪酸、多元醇類等有機相變材料在建筑節能中的應用。正烷烴的熔點接近人體舒適溫度，其相變焓大，但正烷烴價格較高，且摻入建筑材料中會在材料表面結霜；脂肪酸價格較低，相變焓小，單獨使用時需要很大量才能達到調溫效果；多元醇是具有固定相變溫度和相變焓的固－固相變材料，但其價格高。為有效克服單一的無機類或有機類相變材料存在的缺點，相變材料的研發必然要走二元或多元復合的的方向。近年來，研制復合相變材料已成為相變材料領域的研究熱點。當前復合的方式有兩種：一種是將正烷烴與脂肪酸類、多元醇類相變材料混合，制得一定溫度下的低共熔混合物，從而以更低的成本得到更有效的復合相變材料；另一種是將兩種或三種多元醇按不同比例混合，形成“共融合金”，從而對相變溫度和相變焓進行調節，開發出具有合適的相變溫度與相變焓的復合相變材料。將相變材料與建筑材料基體復合制成相變儲能建筑材料的方法主要有三種：一是浸泡法，即通過浸泡將相變材料滲入多孔的建材基體中，如石膏墻板、水泥混凝土試塊等。其優點是工藝簡單，易于使傳統的建筑材料(如石膏墻板)按要求變成相變儲能建筑材料；二是摻加能量微球法，即借助于微膠囊技術或納米復合技術把相變材料封裝成能量微球，再把能量微球摻入建材基體中，從而制備出相變儲能建筑材料；三是直接混合法，即將相變材料直接與建材基體混合，如將相變材料吸入半流動性的硅石細粉中，然后摻入建材基體中。許多新型固－固相變材料的不斷開發推動了這一工藝的應用。直接混合方法的優點在于工藝簡單，性質更均勻，更易于做成各種形狀和大小的建筑構件，以滿足不同的需要。