1．目的及意义

在我国的能耗格局中，建筑能耗成为继工业、交通之后的第三大能耗。目前，我国现有房屋数量十分巨大，然而这些建筑中只有城市的3.2亿平方米房屋属于节能建筑，其与建筑无论从建筑围护结构还是从采暖空调系统来说都属于高能耗建筑，建筑能耗形式十分严峻。因此，降低建筑能耗，实施建筑节能，对于能源节约与合理利用，环节能源供给与社会发展之间的矛盾，有着举足轻重的作用。

由于相变材料具有蓄热特性，因而可以在夜间充分储存冷量或热量，用于全部或部分负担白天的峰值负荷，使建筑供暖或空调不用或少用能，减少所需空气处理设备的容量，降低空调或供暖系统的运行维护费用。故相变材料的使用能为提高室内舒适度和节约建筑能耗提供新的途径。

采用理论分析与数值模拟的方法，利用TRANSYS模拟软件建立建筑物模型及相变传热模型，对建筑物进行全年能耗模拟，对比分析相变房间与参考房间负荷特点，研究相变蓄能墙体对建筑物运行能耗的影响，研究相变蓄能墙体对建筑物室内热环境的影响，对理论研究与实践设计都有至关重要的作用。

2.国内外研究概况

2.1相变蓄能建筑应用研究

相变材料在建筑中的应用按用能方式可以划分为主动式相变蓄能建筑和被动式相变蓄能建筑。相变材料与建筑结合的主要方式有三种：相变材料通过封装或浸泡的方式关注到墙体；应用在除墙体外其他建筑围护结构；应用在冷热源蓄能装置中。

在被动式建筑中主要以自然热源（太阳能）或自然冷源（夜间低温室外温度）。相变材料应用于被动式建筑可追溯到1982年，有美国俄亥俄州能源部发起的针对相变材料微胶囊的研究。根据Oak Ridge国家实验室的热能储存研究项目，Kedl提出通过机炮的方法将十八烷封装到墙体内，成功制作了从小样本到大尺寸各种型号的板材。Athienitis通过对封装25%硬脂酸丁酯的相变墙房间进行测试，实验证明将相变石膏板的被动太阳能房白天室内温度最大能降低4℃，明显降低夜间负荷。Kuznik以大尺寸实验验证相变材料用于轻质建筑在夏季、过度季、冬季的使用效果。实验结果证明相变材料能有效缓解室内温度波动，减缓室内过热效果，能强化空气的自然对流，降低室内不舒适度。

在主动式相变蓄能建筑中，王馨提出了以太阳能空气集热器作为热源的定形相变储能地板采暖系统，该系统以空气作为传热介质，白天往相变地板输入热风相变材料储热，夜间相变材料释热，在太阳辐射强度较好的条件下，房间温度能维持在18℃以上。冯国会研究夏季空调工况下相变墙体房间热物性，相变墙效果较佳的蓄冷时间发现相变墙房间的室内温度波动小于普通墙房间，相变墙体内表面温度及热流最大值出现时间都有一定滞后；对比不同蓄冷时间对房间热性能可得5h蓄冷时间可以获得最佳的房间热特性效果和节能效果。林坤平提出定型相变材料结合地板电加热系统，利用夜间谷价定型相变材料吸热，然后再白天放热以维持室内温度。

2.2相变蓄能建筑传热模型研究