2022年1月10日
邵志尧博士成报专栏分享:相变储能建筑材料
减少碳排放是否一定要牺牲生活质素呢?答案并不是一定的,可以透过技术去节能是其中一种手段,若果我们发明一些物料可以保持在一个人的舒适温度,又可以减少空调费用四成至五成,这种物料应该很受欢迎,它的名字叫相变储能材料。相变储能建筑材料兼备普通建材和相变材料两者的优点,能够吸收和释放适量的热能;能够和其他传统建筑材料同时使用;不需要特殊的知识和技能来安装使用蓄热建筑材料;能够用标准生产设备生产;在经济效益上具有竞争性。
要认识相变便要重温中学的物理科,物料在不同温度和压力之下会呈现三个态:固态丶液态和气态,其实还有比气态更自由的等离子态,由固体变液体的相变过程中需要吸收或释放大量能量,这便是处於一个储能阶段,若果我们能调校一些物料在摄氏20℃附近的相变阶段,当温度高於20℃物料便会吸收热能,低於20℃物料便会释放热能,储存的能量(Latent Heat)便可以减少空调的费用。
相变储能建筑材料套用於建材的研究始於1982年,由美国能源部太阳能公司发起。20世纪90年代以Phase Change Material(PCM)处理建筑材料(如石膏板丶墙板与混凝土构件等)的技术发展起来了。随後,PCM在混凝土试块丶石膏墙板等建筑材料中的研究和套用一直方兴未艾。1999年,国外又研制成功一种新型建筑材料-固液共晶相变材料,在墙板或轻型混凝土预制板中浇注这种相变材料,可以保持室内温度适宜。另外,欧美有多家公司利用PCM生产销售室外通讯接线设备和电力变压设备的专用小屋,可在冬夏天均保持在适宜的工作温度。此外,含有PCM的沥青地面或水泥路面,可以防止道路丶桥梁丶飞机跑道等在冬季深夜结冰。
(原文刊载於《成报》专栏:周一名嘴工作室)