摘要：本文着重研究分析了如何对蓄能建筑材料进行节能，对其节能性进行了评价，并且从温度阻尼率着手对建筑材料的节能性能定下了相应指标。例举了行业中常见的蓄能石膏板来进行节能性检测，首创以温度阻尼率来检测节能效果的手段。检验结果证实了在相变蓄能建筑材料的节能评价中，温度阻尼率是一个十分重要的判断依据。
关键词：节能评价；温度阻尼率；相变蓄能建筑材料；节能效率
建筑行业进入新世纪以来呈现良好的发展势头，在诸多创新性建筑手段中，利用相变潜热来储存与调用能量已经成为建筑行业大力发展的项目之一。相变蓄能材料对温度的调节建立在其发生相变过程时优秀的能量交换率。
一、评价依据及方法
建成的建筑物在使用过程中，主要是维持室内温度这个方面耗费能量，所以要想节能，就要在维持室内温度的方面着手。避免由于制冷与制热造成的能量过度损失。而相变物质正是具有优秀的热量调节性能，可以将能量进行可控地吸收与输出，能够有效地控制室内的温度，避免空调系统耗费较大能量，所以才被广泛使用在建筑物节能方面。
建立健全有效的评价系统，开展相变蓄能建筑材料节能评价工作，灵活地根据相变蓄能建筑材料的特性来改变节能系统的工作原理。本文主要研究了间接法和直接法这两种主要的节能方法。
二、评价指标
2.1 温度阻尼率
在间接评价方法中，温度阻尼率是一个十分重要的方法。此方法合并了温度的保持方法与节能量二者，以时间为基础对节能效果进行评估。由于在我国建筑行业，普遍规定的室内舒适温度为十六到十八度，低于人体舒适温度二十五度，因此当室内温度比十六度还要低时，建筑物通常自行进行集中供暖。而相变点蓄能建材的施用能够避免室内温度出现急剧变化，将室温维持在较舒适的水平，这种能够对室温进行调节的作用就是温度阻尼作用。
为了使得到的数据便于统计，我们在计算时通常忽略室内外的热量交换，而仅仅考虑墙壁对热量的阻隔作用，以及壁面对热量的传导。忽略墙内壁与室温之间的温度差异，外壁与气温之间的温度差异，假设温度不影响热导率λ，而在室内，温度的改变也仅仅沿着垂直于壁面的方向，把墙体的瞬时导热问题转化为状态较为稳定的平面墙壁传热问题。
2.2 节能效率
节能效率直接以对比试验的形式测定了相变蓄能建筑材料对建筑物的节能所做出的贡献，并将其以数据的形式表现出来。由于建筑物与环境之间时刻存在着能量的传递，所以室温的维持要依靠空调系统，而空调系统的使用就意味着大量能量的流失。因此我们制定了节能效率这一标准对相变材料的节能效果进行评估。
节能效率η为相变材料储存与释放的的总能量与维持室温所消耗的总能量的比值。
反观建筑物的采暖，由于温度阻尼的影响，合适的室温通常可以延长较长时间，在一般情况下，使用供暖系统的时间被压缩，进而节约电量。而在没有使用相变蓄能材料的建筑里，为了保持室温的合适，需要使用空调系统来进行调节，进而造成了较大的能量耗费，而采用了蓄能建材的建筑则在这方面的消耗有所减少。
三、指标的测定
3.1 选用装置
仔细分析建筑材料的温度阻尼率，可以发现在进行指标测定时，降温环境的构建是必要的，以测定室温从高温降到十六度所需要的时间，并记录在这个时间内所花费的电量大小。可以使用气候箱来构建相同的外部环境，并在气候箱内建筑“房屋”，接通适量的电阻丝来发热，构成一个与现实世界相似的建筑系统。为了确保取得的数据之间可以横向比较，要保证实验的环境相同，构建实验设备的材料也要相同。在测量的时候，所用的实验材料与现实的相变材料的成分要相同。
在搭建好实验样板之后，在实验箱中构建起样板模型，其相变温度设为tm，使用太阳或者人工光源进行照射，加热实验箱体内的空气，箱内温度升到tc之后，相变材料由于温度过高融化成液态，然后将电阻丝放入实验箱体之中，保持其温度不变为 ts，并比前几个温度都要低，这样就可以保持较低的外界温度。准备完成之后使用空调系统对两个实验箱体同时降温，当温度降至材料的相变温度tm的时候，材料的相变反应开始，阻碍箱体内环境温度的下降，记录对照箱体温度下降至tp所需要的时间，并使用电参数测定仪来确定温度下降至此消耗的电能之和，通过连续十二小时的实验，最终计算得出加热器消耗的电能之和，使用温度测试仪来记录实验箱体内部气温的变化情况。使用上述方式可以较为精确地测出相变蓄能建筑材料的阻尼率。
3.2 试验步骤
实验中的蓄能物质使用了羧酸混合物，在室温二十度的条件下就可以触发相变反应发生，每克能够产生133J的相变热。在实验中，将石膏板放入温度为七十度的干燥箱中，并记录其重量，接着加热到四十度，混合蓄能物质与石膏板，是蓄能物质充分进入石膏板中，二者充分相互渗透之后，在石膏板表面涂上足够的防水涂料，待其表面沉淀成膜，一块崭新的相变蓄能石膏板就诞生了。在另一组实验箱体中，架设大小、重量等实验数据都与实验组相同的石膏板进行对照，以方便得出实验结果。
3.3 结果与思考
实验结束后进行数据汇总，结果发现，架设了相变材料的箱体中，温度由二十五度降至十六度花费了270分钟，而没有假设任何材料的对照组中，在温度变化相同的条件下，花费的时间为330分钟，由此可见相变材料对温度的保持作用是十分明显的。根据相关公式可以计算得出材料的温度阻尼率γ约为22%，充分肯定了相变物质对室温的保持作用，可以将室温保持在调节之前的水平，并增长其变化时间，起到了空气调节器的作用，避免过多地使用到采暖设备，以免耗费过多电能。
上述分析显示了阻尼率与节能效率之间的显著差异，二者的侧重点不同，一个使用了相变物质来改变建筑材料的作用，使其可以自我对温度进行调控，阻止了室温的极具性改变，使在室内的人感到舒适惬意。阻尼率的高低直接决定了建材的舒适性高低，其阻尼率越高，就意味着更高的自我调节能力，也能更好的保持室内舒适度；而节能效率扎根于蓄能建材本身，其评价体系直接以能量为基础，所得到的数值越高，就具有更好的节能效率。
四、总结
在充分了解蓄能建筑材料的工作原理，以及以实验的方式摸清了如何使室温的舒适程度满足人类日常生活需求之后，直接提出阻尼率与节能效率这两个概念，以此来评价蓄能建筑材料的节能效果高低。实验者自己动手制造了相变石膏板等实验设备，进行了评价指标的研究，取得了一定的成果。
参考文献
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