2020年最值得推荐的相变材料

 新闻资讯     |      2020-03-20

这套房子,称得上当今最时尚的住宅,尽管它看上去并无多少异样。我的一位朋友,他说参与了这套澳洲维多利亚省房屋的建造,他的轻描淡写中,显然隐藏不住”自豪得意“之情。这是一套太阳能被动式房屋,装配式建造,使用了大量最先进的相变蓄能材料,整个夏季,仅仅只用了几度电。如此之低的能耗令人难以想象,甚至心生质疑,但确实是一个事实。”科技改变生活“,这句话如今处处得到印证。

”被动,装配“,以这两个名词作为前缀的专业词汇,这几年频频出现在网络上,建筑与材料行业的业者,对它们津津乐道着,而普通人大多并不清楚它们的含义。专业名词向来咬文嚼字,通常生涩难懂,滚叔建议读者先阅读完这篇文章,假如还是没搞清楚的,可以自行百度一下相关词汇。我相信这两个名词,以及应它们而形成的各种研发、各种应用材料,比如相变(蓄能)材料,将来一定会彻底改变我们的日常生活,说得具体一点,我们家里的装修,肯定会因它们而改变的,这只是时间问题。

被动式房屋、装配式住宅、相变蓄能材料,先简单理清这三者的关系吧。被动式房屋是指舒适且低能耗的房屋,装配式是指这种房屋的建造方式,当然并不局限于被动式房屋,更多的普通房屋同样可以通过”搭积木“的方式快速组装起来,原本耗时几个月的装修,可能一个月甚至十几天就能大功告成了,所以有人称”装配式“为快装。相变材料(PCM),也称为”蓄能材料“、”储能材料“等,它们通过固相、液相、气相的改变,蓄能或者释放热量,只到该材料的设定温度为止,它们是被动式房屋里必不可少的新材料。

滚叔发了一个帖子,讲到了一种欧洲的快装房屋,无须打地基,几个小时就可以搭建完成,而且造价不高。有读者问这不是“简易房屋”吗?屋顶墙体那么单薄,冬天冻死夏天热死-------不会的 ,尽管这种“简易房屋”,没有厚厚的外墙保温层和内墙保温层,但是它采用了被动式设计,多种相变材料,这类房屋的舒适性与节能性,是我们司空见惯的“简易房屋”根本无法同日而语的。

去年11月,有群友发来私信说,“我是Tony,在上海做相变恒温住宅改造,有样板房,看看是否有机会合作?“聊了几句之后,原来Tony 是《装修情报》的老朋友了,十几年前就在杂志上投放过新风广告,怪不得如此了解我们。相变材料,滚叔一直在考虑家装领域如何应用?新材料推广普及,装修公司通常并不怎么上心,推动装修行业进步的,更多的是普通装修者的新需求。在家装设计中,目前很少见到设计师尝试被动式改造、装配式施工、以及使用相变新材料提高住宅的舒适度。也许他们还不清楚相变材料,也许他们还在观望,也许他们担心业主接受不了,也许他们的设计理念还停留在”实用美观“的传统层面,孰不知人们对于”实用“的理解,早已发生了巨大变化,死抠所谓的实用细节,反倒成了添麻烦------目前一般只有做被动房或者绿建的设计师,才会从舒适节能的角度去做设计。

中国人均GDP如今超过万元,对于家居生活舒适要求与日俱增,地暖、中央空调、新风、净水机、软水机、智能马桶圈、智能马桶、洗碗机、烤箱、垃圾处理机、智能锁具、电动窗帘、热水循环泵------这些舒适度更高的产品,已经成为北上广深等一线城市装修的新刚需。这些设备都需要使用各种类型的能源,中国14亿人口,假如逐渐都过上如此舒适生活,那么国家的能源缺口会越来越大,”一带一路“,说得简单点,不就是一条能源之路吗?舒适与节能,似乎从来就是一对不可调合的矛盾,就像石油总是伴生着化石,果然是这样的吗?尽管这些舒适设备都在倡导节能,但是它们只是提高使用能效,毕竟还是需要消耗能源的。有没有不需要使用能源,而能提高家居舒适度的材料呢?有!就是近几年最热的建材:相变材料。欧美日本中国,凡是大国,都在大力研发各种各样的相变新材料,因为能源是现代社会正常运营的”食粮“,对于能源储量而言,家家都不富裕,就连地主家也没多少余粮。世界上的许多纷争,理由听上去义正辞严的,其实无非就是为了争夺一口“口粮”。

12月初的一个下午,我骑车去Tony 的相变恒温样板房(上下图)参观,那天的天气阴冷难受,上海的冬天是非常难熬的,年纪越大越是感受深切。样板房设在虹桥锦明大厦,上海最早的外销房,90年代初建造的,当时属于上海最好的楼盘之一,只卖给华侨与外籍人士,只有一百多套,几天就售罄了。大厦是商住两用精装房,采用的材料、电器大多都是进口,当年售价就在一两千美金一平方,那时上海人平均的月工资只有几百元,只有”洋土豪“才住得起的房子。顺便说一句,如今“外销房”这个名词,大概只有老上海才知道它的含义。以现在的眼光去看当年最好的房子,你一眼就能发现许多缺点:外立面老旧了;电梯慢;保温太差;房型不合理;得房率很低;采光不好------你会发现自己普通的家,比这个昔日高档楼盘好多了。社会稳定发展了,其实人人都是得益者。

原建筑的资料表明,这套公寓的外墙为混凝土结构,厚度为 24cm 混凝土结构,原来采用的是铝塑单层玻璃。没有做外墙与内墙保温,房屋内的窗墙比例为 10% ,窗户面积共16平米。简单地说,就是保温差,室内冬夏温差大。客厅朝北,其它房间朝西南向,夏天不算炎热,但是冬天就非常难受,阳光少保温差,无论采用何种采暖设备,能耗都是挺高的。

为了解决上述的缺陷,这套公寓经过三项改造:在裸露的外墙背面的内墙上,加装了相变恒温毯,大约一百平米;拆除原来的铝塑门窗,改为断桥铝型材,并且采用了三层玻璃(5+15+5);加装了风量350立方米/小时,带有全热回收+除霾功能的新风系统。

读者会问这样的一次改造大概花费多少?这套公寓建筑面积157平米,在100平方米墙面铺设了美国进口的相变毯,材料及安装大约 2.4万,施工差不多3天里做完了,其中相变毯安装人工费820元。饰面石膏板材料费 3500元,安装人工费20元/平方米共2000元。相变住宅改造的造价,粗看上去好像不便宜,而且相变材料改建的住宅在最冷的时候,也需要采暖器,在最热的时候也需要空调备用,但是相变材料的改造价+低配置的采暖制冷设备,还是比“地暖+中央空调”省下了不少。倘若你再算上日后“地暖+中央空调“的能源成本、设备维护成本、使用寿命,那么采用相变材料的改造方案,就完全占了上风:它一次建成再没有成本,不会增加碳排放,不会漏水,不怕断电,使用寿命一百年以上,它更舒适,是最健康自然的舒适方式。怪不得那么多大国争先恐后地研发与升级。

这套公寓里还没有安装上空调,估计还是需要在客厅、卧室、书房里各装一个,以防备极端炎热天气。记得前阵子有一篇挺热的网文,讲到一对老外夫妇和他们的孩子(好像是三个孩子)在上海的家,夏天没有空调,冬天没有采暖,却过得挺舒适的,文章评论留言里满是各种怀疑,因为他们的生活,确实太有别于我们的实际感受:离开了空调,上海的夏天、冬天怎么过呀?不过滚叔知道:这很可能是真实的。我在欧洲骑行时,曾经住过类似用相变材料改造过的房子,在最炎热的时候,一百多平米的客厅加厨房,一个3匹空调,就感觉非常舒服了。

客厅窗户有16平方米,以及厨房、卧室、书房的窗户,换装了加多屏窗双层真空5+12+5,隔热断桥型材,导热系数大概在1.2左右K值,大概3万多元。这笔换窗的开支,普通改建也是省不了的,铝塑窗20多年用下来,保温效果也就相当于一块门板的作用了。

卧室与书房里,也没有装任何空调与地暖,冬天采暖一个踢脚线采暖器就够了。夏天估计要安装一个壁挂空调备用,1匹制冷的就足够了。客厅面积较大一些,要大1.5匹的。这套房子里卫生间、厨房、客厅,都是可以抽烟的,滚叔”特地“抽了好几根烟,新风设计配置得非常好,几乎没有多少烟味。顺便说一句,新风的设计与配置,是最不能偷懒的事情,经常有读者问新风哪个好,这种问题的回答一般是没有多少参考价值的,因为即便在同一小区同一房型,由于生活习惯的不同,同样的需求也可能得出不同的配置方案。假如装了新风,你完全可以爆炒、吸烟,一般不会有异味的。当然能不爆炒不吸烟最好了。

下图就是这套公寓使用的相变材料:相变蓄能毯。铝箔里装着有机生物基相变材料,相变材料的种类很多,有机的、无机的、复合型的,从家用角度看,有机的最安全,完全无毒,食品级的,可降解,不可燃、占用面积少。安装也快速简便。

相变毯的安装很是快速简便的(下图):用瓦斯枪将钢钉直接固定在混凝土墙面上,或者由木条固定在混凝土上,之后将石膏板或者装饰面板覆盖固定在木条上,有开关盒的地方剪掉部分相变毯的,因为相变毯的间距,宽度大概2厘米,可以用来固定木条。所以这类改造可以自己动手。

这套相变住宅,整体使用的采暖比常规系统的日常能耗减少50%以上,比如60平方米的朝北客厅,用空调设计需要5匹功率,低温时还需要电辅加热;用采暖炉地暖设计,每平方米采暖设计需要120-140W,采用相变材料改建之后,每平方米电采暖设计为 37W。整体舒适性也更好,各个房间里几乎没有温差,昼夜温差只有3度。没有空调的吹风感,不做地暖也就不用牺牲层高,相变毯的厚度远低于传统的保温层,节省了室内空间------一位研究相变材料的朋友说,研究来研究去,在家装上尤其是旧房改建

时,还是相变毯应用起来最方便。(下图1 是杜邦、巴斯夫采用的相变微胶囊,用在墙体里隔板中;图 2 是蓄能罐,就是利用峰谷电价差蓄能,罐子里装的不是水,是一种相变材料,比水的蓄能效率高出10倍以上。)

相变材料已经开始进入普通家庭,估计10年内,就会在家装中普及开来。几位读者说,滚叔你早点介绍就好了,早知道就用上了。在新房装修、旧房改造设计时,如果能把相变材料考虑进去,那是最好不过了,因为一旦使用了相变材料,那么家里的空调、地暖的配置就会不同,对于门窗、新风的配置就会要求更好一些。

编辑留言:我是滚叔,想在一篇文章里把相变材料、相变住宅改造、被动式房屋、装配式施工全都说清楚,还要通俗易懂,一目了然,几乎是不可能的,况且对于普通的消费者而言,也没有必要面面俱到全知道,你只要记住:从此以后,装修多了一种”舒适且节能“的选择,相变材料会改变我们的生活,就像当年的工业制砖、混凝土、钢材、玻璃等材料,它们改变了世界,改善了我们的生活一样。