Kalın tuğla veya taş duvarları olan herkes muhtemelen evlerinin gün boyunca ısınması veya soğuması için uzun zaman aldığını fark etmiştir. Bunun nedeni, mimarların yıllardır pasif, çevre dostu binalar inşa etmek için sıcaklık akışını yavaşlatan yüksek kütle malzemeleri kullanmasıdır. Bu malzemeler sıcaklık dalgalanmalarını düzenlemede iyi çalışırken, pahalı olabilir, ek yapı gerektirebilir ve kare görüntüleri inşa edebilirler. Neyse ki, bilim adamları aynı teknolojiyi geliştirmek için çok çalışıyorlar, ancak mikroskobik düzeyde, faz değişim malzemeleri.
Pasif binaların ve termal kütlenin temel fikri, yüksek kütleye sahip yapı malzemeleri (su, taş veya beton) gün boyunca ısı toplayın ve saklayın ve daha sonra sıcaklık olarak yavaşça serbest bırakın. damla. İdeal olarak bu tasarım tekniği, gündüzden geceye veya mevsimden mevsime aşırı sıcaklık dalgalanmaları olan iklimlerde kullanılır. Termal kütle, bir binanın verimliliğine yardımcı olur, ısıtma ve soğutma ekipmanı ihtiyacını azaltır - ve herhangi bir hareketli parça olmadan yapılır.
Faz değişim malzemeleri (PCM) termal kütle sağlar, ancak çok daha küçük bir ölçekte. PCM'ler belirli bir sıcaklıkta eriyerek ve katılaşarak çalışır - ısı katı halde ve ne zaman emilir malzeme önceden belirlenmiş bir sıcaklığa ulaşır, bir sıvıya dönüşür ve depolanan enerjiyi (ısı) serbest bırakır. Sıcaklık önceden belirlenmiş bir derecenin altına düştüğünde, PCM yeniden katılaşır ve işlem tekrar eder. En yaygın PCM'ler, her birinin kendi avantajları ve dezavantajları olan parafin, yağ asitleri ve tuz hidratları formunda gelir. Çoğu PCM, depolanmak ve buharlaşmayı ve emilimi önlemek için kapsüllenmelidir.
Yapı endüstrisinde PCM'leri malzeme ve ürünlerine dahil etmek isteyen birkaç sektör vardır - bunun bazı örnekleri alçıpan, pencereler, beton ve yalıtımı içerir. Örneğin, PCM'ler alçıpan içine gömüldüğünde, tüm bina sadece dış duvarlarından (duvarın tipik olarak kullanıldığı yerlerde) değil, enerji depolayabilir. PCM gömülü alçıpan ile kaplanan tüm duvarlar, önceden belirlenmiş ve istenen bir sıcaklığı korumak için 24 saat boyunca ısıyı emebilir ve bırakabilir. PCM'lerle gömülü alçıpan, duvar veya beton yerine termal kütle olarak kullanılarak, kare kazanılır tipik olarak kalın duvarlara kaybolacak ve daha az yapısal desteğe ihtiyaç duyan ve pahalı.
Birçok PCM malzemesi teste tabi tutulmaktadır, çünkü her ürünün çeşitli iklimler ve istenen sıcaklık aralıkları için uygulanabilir olmasını sağlamak çok zordur. Bununla birlikte, birçok PCM ürünü zaten Avrupa'daki inşaat endüstrisine entegre edilmektedir ve bazı Solar Decathlon girişlerinde geçen yıl olduğu görülmüştür. Bu çok yenilikçi ama basit bir fikir gibi görünüyor ve inşaat sektöründe nasıl geliştiğini görmek istiyoruz.
