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新型节能建筑材料或将取代空调

据《科学时报》报道 美国麻省理工学院的《技术评论》杂志日前报道称,一种可以在白天吸收热量、夜晚释放热量,从而减少空调使用的建筑材料将很快在美国上市。

据介绍,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(National Gypsum)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,可以加入很多建筑产品中。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资料,即随温度变迁而改观状态并能提供潜热的物质,这使得给房屋降温的原理能够与冰块通过融化时吸收热量来协助饮料降温的原理一样。每个聚合物胶囊里都装有会正在室温条件下熔化的固体石蜡,这样它们就能让房间温度正在白天基本保持恒定。石蜡正在夜间温度凉爽的气候条件下发挥的效果最好,早晨降温后胶囊能重新变硬,从而释放出白天储存的热量。
Peter Schossig是德国慕尼黑弗劳恩霍夫钻研所的工程师,他的钻研小组与巴斯夫竞争研发了这种胶囊。他说,正在南欧一些国家,这种资料正在白天能够吸收足够多的热量,从而节省多达20%的空调电力需求。正在北欧,夜间温度愈加凉爽,运用这种资料的建造可能根本就不需要空调。
这一新成果有助于推动建造业的“绿色”趋势——运用能够保持舒服的室内温度却又无须用电的绿色建造资料。根据美国能源情报署的数据,正在美国,建造物大约要消耗掉全国发电量的70%,其中8%属于家庭和办公室的空调用电。目前轻质的建造资料正在美国广泛运用,如木质框架和石膏板。它们能使建造很快完工,但是这些资料吸收不了多少热量,所以室温正在一天中波动很大。
麻省理工学院建造技术和机械工程学传授Leon Glicksman说,相变资料提供了一条给轻质建造资料增多蓄热体的途径。从上世纪50年代以来,好几个公司试图研发可以利用相变资料特性的被动降温系统,但是他们取得的成果无限,由于很难把新资料加入现有建造用材中。
巴斯夫是通过将熔化的蜡与热水快捷搅拌来获得微胶囊的。因为蜡和水互相排斥,蜡会正在水中构成很多微小的蜡滴。当钻研者正在蜡水混合物中加入丙烯酸前体时,蜡和水之间的斥力使得丙烯酸前体包裹住蜡滴名义。由此失去的湿润的混合物能够被加入打造石膏板的粉末中,或者干燥后加入水泥和灰泥等其他建造资料中。
另一家化学巨头杜邦公司也正在打造装入胶囊的相变资料,并且曾经将其加入吸热板正在欧洲销售。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去加入建造资料中,包括天花板、加气混凝土砌块和石膏板。由巴斯夫公司进行的一项钻研估计,以德国的电价和气候条件为例,如果一座民宅运用的石膏中加入了360克该相变资料(大约花费4883美元),其节省的电费能够正在五年内收回成本。
国民石膏公司目前正正在与美国国家可再生能源实验室以及加州新兴技术协调委员会竞争,对其吸热石膏板进行现场测试,其产品上市后可能会用“Thermalcore”这个品牌。石膏板是由巴斯夫的微胶囊——水溶液和石膏混合而成。经过调整,巴斯夫公司的石蜡资料能够正在不同设定温度下熔化,如国民石膏公司运用的产品熔点是22.8摄氏度。该公司称,每平方英尺的石膏板能够贮存22BTU(英制热单位)的热能。
正在新产品上市前,国民石膏公司将至多用一年时间来测试其正在一年四季中的表现。该公司的发言人称,他们将对胶囊数量的多少进行调整,视其正在美国西部气候中的表现而定。现场试验数据也将测试新型的石膏板到底能够节能几何。
目前为止,吸热胶囊只正在被动系统中完成过测试,但Glicksman认为,它们也能够用于较温馨气候的自动系统中。“正在一些商务楼,你能够正在夜里电费比较便宜的时候翻开空调,从而使相变资料正在白天时能保持更低的温度。”Schossig也表示,他的钻研小组和巴斯夫公司将征集自动系统试验的数据。


 
 
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