<p>西拉斐特，印第安納州&mdash;&mdash;供暖和制冷房屋的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境價(jià)格高昂。美國(guó)能源信息管理局報(bào)道美國(guó)一半以上的家庭能源用于取暖和制冷它還占全國(guó)總能源使用量的14%以上。據(jù)世界綠色建筑委員會(huì)稱(chēng)，建筑和建筑業(yè)占全球能源相關(guān)碳排放量的39%。</p> <p>&nbsp;</p> <p>米利安&middot;維萊&middot;利?？扑?，普渡大學(xué)土木工程助理教授萊爾斯土木工程學(xué)院在中工程學(xué)院，正在解決這些問(wèn)題。她和她實(shí)驗(yàn)室的研究人員開(kāi)發(fā)了一種正在申請(qǐng)專(zhuān)利、可擴(kuò)展、自動(dòng)化的工藝，該工藝改進(jìn)了將相變材料或PCM納入建筑材料的傳統(tǒng)方法。</p> <p>&nbsp;</p> <p>將石蠟、酯類(lèi)和水合鹽等多氯聯(lián)苯（PCM）納入建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)元素中，可以緩和室外溫度變化對(duì)室內(nèi)環(huán)境的影響。它們通過(guò)從固體轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w或相反的方式，將熱能的變化轉(zhuǎn)化為相變。它們通過(guò)在這些轉(zhuǎn)換過(guò)程中吸收或釋放能量來(lái)提供有用的冷卻或熱量。</p> <p>&nbsp;</p> <p>Velay-Lizancos表示：&ldquo;采用PCM可降低建筑能耗，從而減少二氧化碳排放和運(yùn)營(yíng)成本。&rdquo;。&ldquo;它還降低了建筑材料的透水性。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>PCM用于建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，或門(mén)、外墻、地基、屋頂、窗戶(hù)和其他在室內(nèi)和室外之間形成屏障的構(gòu)件。建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱性能在建筑能耗中起著關(guān)鍵作用。</p> <p>&nbsp;</p> <p>Velay-Lizancos說(shuō)：&ldquo;增加建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的蓄熱能力將減少建筑內(nèi)溫度波動(dòng)的影響。&rdquo;。&ldquo;這將提高建筑物的熱舒適性，減少能源消耗、二氧化碳排放和相關(guān)的供熱和制冷經(jīng)濟(jì)成本。它還將使建筑物更具彈性和能源獨(dú)立性，不易受到停電和其他能源供應(yīng)問(wèn)題的影響。&rdquo;</p> <p><br />Velay-Lizancos表示，在建筑材料中添加PCM的傳統(tǒng)方法存在缺陷。</p> <p>&nbsp;</p> <p>Velay-Lizancos說(shuō)：&ldquo;目前，PCM通過(guò)微膠囊化或大膠囊化被納入其他材料中。&rdquo;。然而，這些方法限制了相變材料的使用。微膠囊化對(duì)建筑材料的強(qiáng)度和耐久性有負(fù)面影響。大膠囊化限制了建筑材料的形狀和生產(chǎn)方法。</p> <p>&nbsp;</p> <p>Velay-Lizancos的方法是在磚塊、干墻和混凝土等建筑材料已經(jīng)成型后，使用液體浸泡和真空吸塵器來(lái)加入PCM。兩分鐘的方法視頻已聯(lián)機(jī)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>Velay-Lizancos說(shuō)：&ldquo;這增加了建筑材料的強(qiáng)度、耐久性和熱慣性。&rdquo;。&ldquo;這種新方法還可以分散PCM，使其集中在建筑材料的表層。更多的PCM與建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的外表面接觸，從而使PCM更有效。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>Velay-Lizancos的方法只需要一個(gè)真空系統(tǒng)，她說(shuō)這個(gè)系統(tǒng)非常容易操作，制造商也很容易使用。</p> <p>&nbsp;</p> <p>Velay-Lizancos說(shuō)：&ldquo;用戶(hù)需要熟悉這個(gè)過(guò)程，但他們不需要特殊培訓(xùn)。&rdquo;。&ldquo;這一過(guò)程可以很容易地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，并融入到預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)鏈中，如磚、混凝土板、干墻和鋪路機(jī)等。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>Velay-Lizancos和她的研究小組在萊爾斯土木工程學(xué)院的Pankow實(shí)驗(yàn)室測(cè)試了這項(xiàng)創(chuàng)新。最初的測(cè)試是用商業(yè)磚和15分鐘的真空時(shí)間進(jìn)行的。</p> <p>&nbsp;</p> <p>對(duì)具有三種水灰比，因此具有不同初始孔隙度水平的水泥砂漿進(jìn)行了大型試驗(yàn)。將PCM加入砂漿中，進(jìn)行三個(gè)不同的真空期：15分鐘、1小時(shí)和4小時(shí)。Velay-Lizancos和她的團(tuán)隊(duì)觀察到熱慣量增加了24%，抗壓強(qiáng)度增加了22%以上，只有元件體積的7%填充了PCM。</p> <p>&nbsp;</p> <p>Velay-Lizancos表示，PCM集中在表層的不均勻分布使得PCM在增強(qiáng)熱性能方面更加有效。</p> <p>&nbsp;</p> <p>Velay-Lizancos說(shuō)：&ldquo;本研究中使用的方法是將PCM引入材料層，使其更接近材料表面，這意味著更多的PCM將與建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的外表面接觸，從而更有效地使用PCM。&rdquo;。&ldquo;此外，這種方法通過(guò)真空將PCM材料推入毛細(xì)管孔。由于毛細(xì)管力，即使最終復(fù)合材料暴露在遠(yuǎn)高于所用PCM熔點(diǎn)的高溫下，也未觀察到PCM泄漏。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>一篇關(guān)于Velay-Lizancos研究方法和結(jié)果的論文發(fā)表在2023年3月出版的同行評(píng)議期刊《建筑與建材》 （其他人）</p> <p>&nbsp;</p> <p>開(kāi)發(fā)PCM合并方法的下一個(gè)里程碑是構(gòu)建一個(gè)全尺寸原型。</p> <p>&nbsp;</p> <p>Velay-Lizancos說(shuō)：&ldquo;這將使我們能夠通過(guò)攝像頭和傳感器可視化建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱性能。&rdquo;。&ldquo;客戶(hù)將擁有硬數(shù)據(jù)，并且能夠直觀地看到這項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>Velay-Lizancos向普渡研究基金會(huì)技術(shù)商業(yè)化辦公室，該公司已申請(qǐng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)專(zhuān)利。尋求進(jìn)一步發(fā)展此創(chuàng)新的行業(yè)合作伙伴應(yīng)聯(lián)系 帕拉格&middot;瓦塞卡 , psvasekar@pf.org，關(guān)于參考號(hào) 2022-VELA-69766年，&ldquo;具有增強(qiáng)耐久性、降低能耗的新型建筑圍護(hù)材料。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>Velay-Lizancos和她的團(tuán)隊(duì)得到了萊爾斯土木工程學(xué)院和Frederick N.Andrews獎(jiǎng)學(xué)金的支持研究生院在普渡</p> <p>&nbsp;</p> <p>關(guān)于普渡大學(xué)</p> <p>&nbsp;</p> <p>普渡大學(xué)是一所頂尖的公共研究機(jī)構(gòu)，為當(dāng)今最嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)開(kāi)發(fā)實(shí)用的解決方案。普渡大學(xué)在過(guò)去五年中每年都被《美國(guó)新聞與世界報(bào)道》評(píng)為美國(guó)十大最具創(chuàng)新性大學(xué)之一，它提供了改變世界的研究和世界外的發(fā)現(xiàn)。普渡大學(xué)致力于實(shí)踐和在線(xiàn)學(xué)習(xí)，為所有人提供變革性的教育。普渡大學(xué)致力于負(fù)擔(dān)能力和可獲得性，已將學(xué)費(fèi)和大部分費(fèi)用凍結(jié)在2012-13年的水平，使更多的學(xué)生能夠畢業(yè)時(shí)無(wú)需償還債務(wù)。</p> <p>&nbsp;</p> <blockquote> <p>注：本文由院校官方新聞直譯，僅供參考，不代表指南者留學(xué)態(tài)度觀點(diǎn)。</p> </blockquote>