新型节能建筑材料将代替空调
美国麻省理工学院的《技巧评论》杂志日前报道称,一种可以在白天接收热量、夜晚开释热量,从而减少空调应用的建筑材料将很快在美国上市。
据先容,目前大部分建筑物的墙面都要用到石膏板。位于美国北卡罗来纳州的国民石膏公司(NationalGypsum)正在测试一种含有胶囊物质的新型石膏板,该物质可以通过吸热来给建筑物被动降温。这些胶囊物质由德国化学巨头巴斯夫(BASF)生产,可以参加很多建筑产品中。在欧洲,已经有部分建筑产品用到了巴斯夫的成果。
巴斯夫生产的胶囊内含有相变材料,即随温度变更而转变形态并能供给潜热的物质,这使得给房屋降温的原理可以与冰块通过融化时接收热量来帮助饮料降温的原理一样。每个聚合物胶囊里都装有会在室温条件下融化的固体石蜡,这样它们就能让房间温度在白天基础保持恒定。石蜡在夜间温度凉快的气象条件下施展的后果最好,晚上降温后胶囊能重新变硬,从而开释出白天贮存的热量。
在南欧一些国家,这种材料在白天可以接收足够多的热量,从而节俭多达20%的空调电力需求。在北欧,夜间温度更加凉快,应用这种材料的建筑可能基本就不需要空调。
这一新成果有助于推动建筑业的“绿色”趋势――应用可以保持舒适的室内温度却又无须用电的绿色建筑材料。根据美国能源情报署的数据,在美国,建筑物大约要耗费掉全国发电量的70%,其中8%属于家庭和办公室的空调用电。目前轻质的建筑材料在美国广泛应用,如木质框架和石膏板。它们能使建筑很快完工,但是这些材料接收不了多少热量,所以室温在一天中波动很大。
相变材料供给了一条给轻质建筑材料增加蓄热体的道路。从上世纪50年代以来,好几个公司试图研发能够利用相变材料特征的被动降温系统,但是他们取得的成果有限,由于很难把新材料参加现有建筑用材中。
巴斯夫是通过将融化的蜡与热水快速搅拌来获得微胶囊的。由于蜡和水互相排挤,蜡会在水中形成很多渺小的蜡滴。当研究者在蜡水混杂物中参加丙烯酸前体时,蜡和水之间的斥力使得丙烯酸前体包裹住蜡滴表面。由此得到的湿润的混杂物可以被参加制作石膏板的粉末中,或者干燥后参加水泥和灰泥等其他建筑材料中。
另一家化学巨头杜邦公司也在制作装进胶囊的相变材料,并且已经将其参加吸热板在欧洲销售。巴斯夫的策略与杜邦稍有不同:它们把这种胶囊卖给其他公司往参加建筑材料中,包含天花板、加气混凝土砌块和石膏板。由巴斯夫公司进行的一项研究预计,以德国的电价和气象条件为例,假如一座民宅应用的石膏中参加了360克该相变材料(大约花费4883美元),其节俭的电费可以在五年内收回本钱。
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