相变储热技术用于被动式建筑节能的研究进展

孙婉纯，冯锦新，张正国，2，方晓明，2

（1 华南理工大学化学与化工学院，教育部强化传热与节能重点实验室，广东广州510640；2 华南理工大学，广东省高效蓄热与应用工程技术研究中心，广东广州510640）

随着城镇人口的增加、全球气候变化以及人们对居住环境要求的不断提高，建筑能耗占总能耗的比例正在不断上升。建筑能耗占全球总能耗的比例约31%，是除工业能耗和交通运输能耗之外的能耗大户[1]。据统计，人们在室内度过约90%的时间[2]，大部分的建筑能耗用于供暖、通风和空调系统等设备的运行，以满足人们对室内热环境质量的要求。

大力发展可再生能源来减少建筑物中的一次能源的消耗是实现建筑节能的主要途径。人们通过优化建筑物的采光、通风和朝向设计，使其能够充分利用太阳光照、自然通风以及太阳能被动储热，以降低照明和暖通空调等设备的运行成本。近年来，可再生能源技术在建筑物中的集成应用正在高速发展，主要包括太阳能集热器[3]、光伏发电系统[4]、太阳能空调系统[5]和地源热泵系统[6]等。

然而，可再生能源的间歇性严重限制了能源的全天候连续供应，其波动性与人类起居习惯之间的不匹配是制约其发展的重要因素。因此，解决能源在时间上和空间上供应的持续性问题，成为了发展可再生能源的关键。近年来，研究者们致力于开发设计效率高、稳定性强和可靠性高的热能储存技术，希望能够利用储能技术对可再生能源进行调控、分配和高效利用。根据储能原理的不同，热能储存技术可分为化学反应储能技术、显热储能技术和潜热储能技术[7]。其中，以相变材料为工作介质的潜热储能技术具有工艺流程简单、储热密度较高、兼容性强、灵活度高等优点，在建筑领域中可再生能源的开发与应用中均展现出优秀的应用潜力。建筑物中相变材料的储能方式可以分为被动式和主动式。在被动式储能单元中，相变材料利用自然条件下的温差作为相变过程的驱动力，以实现对热量的吸收和释放。与主动式储能单元相比，被动式储能单元具有安装简便、操作简单和无需借助其他电气辅助设备的优势。本文基于适用于建筑物的相变储热单元中相变材料的分类与制备，针对相变潜热储能技术在建筑物中的被动式节能应用进行了回顾与总结，并对相变材料在建筑物中的研究趋势和发展方向进行了展望。

1 潜热储热技术与相变材料

1.1 固-液相变材料

在潜热储能体系中，相变材料的相变过程存在多种形式，主要有固-固、固-液、液-气相变和固-气相变[8]。如图1 所示，根据化学性质的不同，固-液相变材料可分为有机相变材料、无机相变材料以及共熔混合物。有机相变材料包括石蜡类和非石蜡类有机物，具有性能稳定、热可靠性强、无腐蚀性、过冷度低和无相分离等优点，而制约其广泛应用的因素包括可燃性、与塑料的不兼容、低热导率以及相变过程中较大的体积变化率。无机相变材料可进一步分为水合无机盐、熔融盐、金属和合金[9]。水合无机盐具有诸多优点，包括较高的储能密度、低廉的成本、不可燃性、较高的热导率以及相变过程中较小的体积变化率等。然而，大多数的水合无机盐在相变过程中表现出较大的过冷度和严重的相分离现象，造成其在应用过程中的性能衰减[10]。共熔混合物体系是指由两种以上相变材料组成的具有一致熔化和凝固行为的混合物体系，包括有机-有机共熔、有机-无机共熔以及无机-无机共熔混合物体系[11]。

图1 固-液相变材料的分类

表1 列举了一些适用于建筑领域的固-液相变材料。

1.2 复合相变材料

在应用过程中，熔融成液态的相变材料存在一定的流动性，容易引发相变材料的液漏问题并影响设备的运行性能。制备复合相变材料已经被证明能够有效地抑制液态相变材料的泄漏问题，其制备方法包括溶胶-凝胶法、微胶囊法、多孔载体吸附法、熔融浸渍法以及插层复合法[13]。其中，微胶囊法和多孔载体吸附法的应用最为广泛。微胶囊法是指将相变材料作为芯材，并选用其他材料作为壳材对其进行包覆而成的具有核壳结构的微胶囊相变材料。多孔载体吸附法是指使用具有丰富孔隙结构的多孔载体对液态的相变材料进行吸附而制备出复合相变材料。常见的多孔载体包括无机非金属矿物[14]和多孔碳材料[15]。在制备复合相变材料的过程中，根据不同的应用需求可以选择具有不同导热性能的多孔载体。例如，在制备围护结构的保温层材料时，选用热导率较低的无机非金属矿物作为相变材料的载体，如膨胀珍珠岩、膨胀蛭石和硅藻土等[16]；需要提高热能储存单元的储能速率时，选用高热导率的多孔碳材料，如膨胀石墨作为相变材料的载体或添加剂[17]。为了解决传统屋顶的隔热和储热性能差的缺点，Fu等[18]选取了热导率较低的膨胀珍珠岩（EP）作为多孔载体，制备了兼具隔热与储热性能的CaCl2·6H2O/EP 复合相变材料。如图2(a)所示，基于低导热的多孔载体，CaCl2·6H2O/EP复合相变材料的热导率仅为0.178W/(m·K)。根据空间加热和制冷的不同应用需求，San[19]选取了膨润土作为多孔载体，制备了膨润土/癸酸、膨润土/聚乙二醇、膨润土/十二烷醇和膨润土/十七烷4 种定型复合相变建筑材料，并在其中添加了5%质量分数的膨胀石墨（EG），样品的热导率测量值如图2(b)所示。测量结果表明，添加了膨胀石墨后，上述4 种复合材料的热导率分别提高了约65%、63%、39%和47%。在后续的加热测试中发现，增强的热导率能够有效地缩短相变材料的熔化时长，这将有助于提高暖通空调系统中储热单元的储能速率。

表1 一些适用于建筑领域的固-液相变材料[12]

2 被动式潜热储热技术在建筑节能中的应用

图2 复合相变材料的热导率［18-19］

目前大部分既有建筑物的围护结构存在储热容量小、热惯性小、室内温度波动大等问题，从而增加了建筑物的供热和制冷需求。建筑物中涉及的传热方式包括热辐射、热传导以及热对流，如图3(a)所示。其中热辐射主要来源于太阳辐射，而室外环境以及地表面的气温变化主要以热传导的方式影响建筑物的室内温度。如图3(b)所示，较大的室内温度波动使得室内温度超出了人体的热舒适范围，造成室内的热舒适性降低，I冬和I夏分别代表了冬季和夏季因温度波动而造成的不舒适度。建筑物中的相变材料可以利用其储热/放热的特性，对能量进行存储和转移。在夏季，热量经由围护结构进入建筑物内部的过程中，围护结构中的相变材料吸热熔化，减缓了室内温度的上升速率；在冬季，相变材料能够在白天吸收太阳辐射而储存热量，并在夜间温度下降时发生相变，将热量释放，用于提高室内的温度，从而减少空间加热设备和空调系统的能耗。在被动式潜热储能技术中，相变材料主要通过与建筑材料直接混合[21]或作为单独的储热单元与原有的围护结构相结合[22]这两种形式实现建筑节能。目前，关于被动式储能技术用于建筑节能的报道主要集中在墙体[23]、屋顶[24]、地板[25]、窗户[26]以及多方面结合相变材料的应用研究。

图3 建筑物传热过程以及室内热舒适度［20］

2.1 墙体

为了改善传统建筑物的室内热环境，Telkes[27]提出了将相变储热单元与墙体相结合以提高墙体的储热能力的理念。随后，Feldman 及其团队[28-30]对适用于围护结构的多种脂肪酸及其混合物（癸酸、月桂酸、棕榈酸和硬脂酸）的热物性进行分析，并研究了多种吸附载体如膨胀珍珠岩、火山岩、活性炭和石膏等对相变材料的吸附比例。研究发现，掺入了硬脂酸丁酯的储热墙板不仅具有与标准石膏板相当的物理机械性能，还具有比普通石膏板大10倍的储热容量。Lü等[31]将石膏板与相变材料（癸酸和月桂酸的共熔物）通过浸渍法相结合，并将复合相变墙板安装于实验房中。结果发现，复合相变墙板可以减少寒冷气候下室内向室外的热量流失，这将减少供暖季节中加热设备的运行成本。Manz等[32]提出了一种由透明绝缘材料和半透明相变材料（CaCl2·6H2O）组成的适用于太阳能空间加热和采光的外墙系统。基于实验和数值模拟的研究发现，墙体中的相变储热单元不仅可以增强墙体对太阳能的储能效果，还能够使进入建筑物的热量分布更加均匀。为了测试相变材料的长期稳定性，石超[33]将相变材料石蜡RT28 引入到混凝土中，并对其循环稳定性进行了测试。如图4所示，在1000次的冷热循环实验中，石蜡RT28 相变温度的最大变化值为2℃，而相变潜热的最大变化值为1.5kJ/kg，说明石蜡RT28 具有较好的重复使用性和耐久性。与普通的混凝土墙体对比，含有石蜡RT28 的相变墙体的最高温度降低了约2℃，节能率达到约9%。任海洋等[34]将脂肪酸混合物和粉煤灰的混合物与混凝土板结合，运用Fluent模拟软件对该相变混凝土板和普通混凝土板的传热特性进行对比分析。结果表明，相变混凝土板表现出更小的表面温度波动，当相变层的厚度为6mm 且放置于墙体内侧时，相变材料具有更好的控温效果。

图4 石蜡RT28的循环测试结果［33］

近年来，复合相变材料与建筑围护结构的结合已经引起了学者们的高度关注，其中复合相变材料的制备方式以微胶囊法封装和多孔载体吸附的形式为主。

经过微胶囊法封装后的相变材料能够更好地集成到建筑围护结构的支撑材料中，包括石膏板[35]、聚合物[36]、混凝土[37]、砂浆[38]、铜管框架[39]和夹层板[17,40]等。Schossig 等[41]将熔化温度范围为24～27℃的微胶囊石蜡与石膏板相结合，并对比了该相变石膏板和普通石膏板对室内热环境的影响。结果表明，15mm厚的相变石膏板能够将房间的最高温度降低4℃，同时缩短了室内温度高于28℃的持续时长。Cao 等[42]将微胶囊石蜡分别集成到波特兰水泥混凝土（PCC）和地质聚合物混凝土（GPC）中。如图5(a)所示，在100 次的热循环前后，相变混凝土室内侧的热通量几乎没有变化，说明该微胶囊石蜡在混凝土中仍然能保持较好的循环稳定性。从图5(b)的抗压强度测试结果可知，由于微胶囊相变材料较低的机械强度以及添加后混凝土中孔隙率的增大，相变材料的添加降低了相变混凝土的抗压强度，但仍能符合建筑用混凝土的法规（EN 206-1，抗压强度等级C20/25）中的力学性能要求。实验结果表明，含有3.2%（质量分数）微胶囊相变材料的PCC 可以将维持23℃的室温所需的功耗降低11%，而具有2.7%（质量分数）微胶囊相变材料的GPC可以将功耗降低15%。

图5 相变混凝土的热稳定性以及抗压强度测试结果［42］

由于对相变材料具有较高的吸附率，多孔基复合相变材料[43]在建筑中的开发与应用已成为当下的研究热点。Zhang 等[44-45]使用多孔载体膨胀石墨对相变材料正十八烷进行吸附，发现其吸附率高达90%，且SEM图像显示相变材料均匀地分散在膨胀石墨的多孔结构中。他们将正十八烷/膨胀石墨复合相变材料与水泥砂浆混合以制备新型热能储存水泥砂浆。对比普通的水泥砂浆，该热能储存水泥砂浆能够缩小室内的温度波动，有助于减少建筑能耗。类似地，Xu 和Li[46]将石蜡/硅藻土复合相变材料与水泥混合以制备热能储存水泥基复合材料。新型的热能储存水泥基复合相变材料表现出比普通水泥更好的储热性能，但其力学性能、干燥收缩约束应变以及导热性能有所降低。为了提高水泥基复合相变材料的导热性能，Xu 和Li[47]在原有的石蜡/硅藻土复合相变材料体系中添加了多壁碳纳米管作为导热增强剂。结果表明，0.26%多壁碳纳米管的添加不仅不会对其热性能、化学相容性和热稳定性造成影响，还能有效地增强复合相变材料的导热性能以及体系的储/放热速率。此外，石墨烯纳米片[48]、石墨[49]、TiO2粒子[50]和膨胀石墨[51]等也被广泛用于增强复合相变材料的热导率。为了进一步优化相变墙体的节能效果，Ye 等[17]选用相变温度分别为14.2℃和21.2℃的两种CaCl2·6H2O-Mg(NO3)2·6H2O共熔混合物作为相变材料与膨胀石墨复合，并将其制备成双层相变板后安装于模拟房中。结果表明，具有不同熔点的双层相变板将室内的峰值温度出现时间延迟了1.8h，并将室内的热舒适频率提高至49.7%，表现出比单层相变板更优的空间热调控性能。

随着相变储热技术相关研究的不断完善，相变材料的商业化应用也逐步发展。图6(a)为杜邦（Dupont）公司所生产的含相变材料的聚合物板[52]，该相变板含有60%的微囊化石蜡，其相变温度约为22℃，相变材料的密度为1019kg/m3。图6(b)为National Gypsum 生产的相变石膏板[53]，所采用的相变材料来自于巴斯夫（BASF）的Mirconal 相变材料产品，其相变温度为23～26℃，其粒径大小约5μm。图6(c)为Rubitherm 公司所生产的CSM 相变面板[54]，其外壳采用铝制品作为相变材料的宏观封装材料，有助于提高相变材料的导热性能。Castell等[54]搭建了3个实验房，其中参考房的墙体中不含隔热材料；隔热房的墙体中含有5cm厚的聚氨酯隔热层；相变房的墙体结构层中含有聚氨酯隔热层以及CSM相变面板。夏季气候下3个实验房的室内温度曲线如图7所示。由于参考房的围护结构缺乏隔热层的保护，其室内温度波动最大；在隔热房的围护结构中添加了隔热材料后，室内的温度波动得到抑制，但仍然超出了人体的热舒适范围；而相变房表现出最低的室内峰值温度，说明商用相变板能够有效地抑制室内的温度波动，有利于减小暖通空调系统的运行成本。

图6 可用于建筑物的相变材料商业产品

图7 实验期间3个实验房的室内温度曲线［54］

2.2 屋顶

建筑物的屋顶接收了大量的太阳辐射，由此产生的热通量对室内温度波动的影响不容小觑。Chou等[55]利用商用的梯形金属板屋顶部件设计了一种新型的相变屋顶，其中相变材料被安插在绝缘层和金属板层之间。将该相变屋顶安装于模拟房，并用卤素灯模拟太阳光照以测试相变材料的热性能。结果表明，当相变材料在屋顶表面的覆盖率为48%时，其节能率达到52.7%。Ramakrishnan 等[56]制备了石蜡/膨胀珍珠岩复合相变材料，并将其与波特兰水泥相结合制备储热水泥基复合材料（TESC）。实验过程中制备了TESC-20、TESC-40、TESC-60和TESC-80 4 种样品，其中石蜡/膨胀珍珠岩相变材料置换沙子的体积分数分别为20%、40%、60%和80%。由图8(a)可知，随着相变材料含量的增加，储能水泥基复合材料的抗压强度逐步下降。其中，样品TESC-60 在放置28 天时仍具有25MPa 的抗压强度。如图8(b)所示，Ramakrishnan 等[56]将储热水泥基复合材料制备成储热水泥面板，用于构建模拟房的屋顶结构。结果表明，在满足力学性能要求的前提下，储热水泥面板表现出比普通水泥面板更大的热惯性。

图8 相变混凝土样品的抗压强度以及热性能测试［56］

围绕着屋顶节能技术的开发，近年来冷屋顶技术与相变材料的结合应用已经成为了研究热点。Chung和Park[57]分别在夏季和冬季环境下对掺杂了相变材料的相变瓷砖的热性能进行实验研究，并将其室内控温效果与不同种类的屋顶材料的控温效果相比较，包括绿色聚氨酯、防水砂浆、冷漆以及普通瓷砖。相变冷屋顶对建筑物室内温度的调控机理如图9所示，当温度达到相变层的熔化温度时，相变材料吸收热量从固态转化为液态，此时热量以潜热的形式储存在相变屋顶中，使屋顶温度保持稳定。另一方面，屋顶表面涂覆的反射材料能够反射部分太阳辐射。因此，在夏季期间，相变冷屋顶系统可以有效地减少经由屋顶结构进入到室内的热通量，缓解建筑物的过热现象；而在冬季期间，相变冷屋顶明显增强了屋顶结构的保温隔热性能，从而减少了室内的热量损失。实验过程中安装了不同屋顶材料的实验房的室内温度曲线如图10 所示。结果表明，相变瓷砖在炎热的天气条件下将昼夜温差缩小至7.2℃；而在寒冷的冬季条件下，相比于冷漆屋顶，安装了相变瓷砖屋顶的实验房表现出更高的室内温度，这说明相变瓷砖能够有效地控制夏季气候下的城市热岛效应，同时减少冬季气候下的室内加热能耗。

2.3 地板

Zhang 及其研究团队[58-60]将定型相变材料集成到实验房的地板结构中[58]，并通过数值模拟方法探究相变材料热物性、厚度以及地板表面层的材料对室内热环境的影响。结果表明，相变材料的适宜熔化温度应接近于冬季晴天气候下的平均室温；相变材料的相变潜热应大于120kJ/kg，而热导率应大于0.5W/(m·K)；相变层的厚度应小于20mm。Ceron等[61]将含有石蜡混合物的相变瓷砖铺设于实验房的地板，形成能够被动吸收太阳能辐射的储热层。结果表明，地板上的相变瓷砖有助于直接接收和存储太阳辐射的能量，可以在冬季用作房屋中的被动热调节器，用于保持室内温度的稳定性并在夜间降低加热设备所需的能耗。类似地，Entrop 等[62]将微胶囊化的石蜡混合物颗粒与混凝土相结合，并将其应用于模拟房的地板，在冬季气候下对其热增益效果进行测试。结果发现，相变混凝土地板将室内的最高温度降低了16%±2%，将最低温度提高了7%±3%；根据实验房所在地区的气候条件，使用相变温度为20.5℃的相变材料能够进一步减少寒冷季节中建筑物的夜间加热能耗。

图9 相变冷屋顶的作用机理示意图［57］

图10 安装了不同屋顶材料的实验房的室内温度曲线［57］

2.4 窗户

在冬季气候中，经由窗户从室内到外部环境的热量损失达10%～25%，而在夏季气候中，通过窗户进入室内的额外太阳辐射导致了制冷系统的冷却负荷增加。将相变储热单元与窗户结合，能够有效地减少经由窗户进出室内的热通量。Ismail和Henriquez[63]将乙二醇混合物相变材料填充于具有双层结构的玻璃窗系统中，并对该相变玻璃窗的热性能和应用潜力进行评估。透射率和反射率测试结果表明，该相变玻璃窗能够大幅度减少红外和紫外辐射，同时保持良好的可见度。Alawadhi[64]采用相变材料代替了百叶窗中的泡沫，利用相变材料的熔化过程来吸收热量。实验结果表明，相变材料的最佳熔点应接近日间窗户温度的上限值，而相变材料的用量应足以在白天吸收大量的热量，避免其完全熔化而失去热防护的效果。Li的研究团队[65]针对相变玻璃窗和中空玻璃窗的动态传热过程进行了实验和数值研究，所采用的相变材料为Na2SO4·10H2O 无机水合盐。在夏季气候条件下，与中空玻璃窗相比，相变玻璃窗内表面的峰值温度降低了10.2℃，通过窗户进入建筑物的热量减少了39.5%；使用相变玻璃窗时，室内的空调系统和加热系统的年度能耗减少了40.6%。基于相变玻璃窗，Li 的研究团队[66]提出了具有3 层结构的新型3 层相变玻璃窗（TW+PCM），并将其与双层相变玻璃窗（DW+PCM）和普通的3 层玻璃窗（DW）的热性能进行实验研究。结果表明，TW+PCM 在降低室内温度波动和节约能耗方面显示出良好的效果。在炎热气候下，TW+PCM 玻璃窗的内表面温度分别比DW+PCM 玻璃窗和TW 玻璃窗的内表面温度低2.7℃和5.5℃，说明新型3层相变玻璃窗的使用能够有效地避免了窗户过热的风险。

Silva 的研究团队[67-69]将含有相变材料的百叶窗安装于实验房中，并对其室内热环境进行实验和数值研究。在冬季气候下（环境温度4.5～14℃），相比于未安装相变百叶窗的参考房，相变百叶窗明显缩小了实验房的室内温度振幅，表现出优异的空间热调节能力。而在夏季气候下（环境温度13～25℃），相比于参考房，安装了相变百叶窗的实验房的最高温度和最低温度分别下降6%和11%，其最低温度和最高温度的出现分别滞后了45min 和60min。此外，为了克服石蜡类有机相变材料的低热导率对相变玻璃窗带来的局限性，Li 的研究团队[70-71]将纳米粒子添加到相变材料石蜡中以提高相变玻璃窗的热性能。结果表明，相变玻璃窗内表面的温度随着纳米颗粒尺寸的增加而升高，并随着纳米颗粒浓度的增加而降低。通过适当选择纳米颗粒体积分数和纳米颗粒尺寸，相变玻璃窗在夏季、秋季和冬季气候条件下的能量消耗分别可降低1.5%、2.0%和4.0%。

2.5 多方面结合应用

为了优化相变储热技术的节能效果，相变材料在建筑围护中的多方面结合应用也逐渐引起了学者们的关注。Fu 等[16,18]在探索了CaCl2·6H2O/EP 复合相变材料在屋顶结构中的节能效果之后，将热物性优异的CaCl2·6H2O/EP 复合相变材料与商用的铝扣板相结合，同时应用于建筑物围护结构的天花板及墙体中。结果表明，由于嵌入在屋顶和墙体的铝扣板中CaCl2·6H2O/EP 复合相变材料对热流的吸收，与参考房相比，相变房的室内最高温度降低了4℃，温度振幅减小了7.6℃。Kong 等[72]构建了3 个实验房，其中参考房不安装任何相变材料，在PCMOW房的外墙体和屋顶外表面安装癸酸相变板（30.2℃），而在PCMIW 房的内墙体和天花板安装癸酸-十二烷醇相变板（26.5℃）。结果表明，在PCMIW 房中，安装于内墙体和天花板的相变材料能够吸收由壁面、门和窗户传递到室内的热量，而在PCMOW房的外墙体和屋顶的相变材料仅能吸收由壁面传递到室内的热量。因此，将相变材料应用于建筑物围护结构内表面能够更好地调控室内的热环境。如图11 所示，Ahangari 和Maerefat[73]设计了一种新型的双层相变储热单元，并将其引入到实验房的天花板、墙壁和地板中，在不同的气候条件下对该实验房的热性能进行数值模拟。结果表明，双层相变储热单元的第一层和第二层相变材料的最佳熔点应接近于平均室内空气温度；冬季气候下第一层相变材料的最佳熔点为21℃，而夏季气候下第二层相变材料的最佳熔点分别为26～27℃。

3 结语

在建筑物围护结构中引入相变潜热储能单元能够增强建筑物的储热能力，从而提高建筑物中可再生能源的利用率，推动绿色建筑的发展。本文围绕相变潜热储能技术在建筑物中的被动式节能应用，分别从墙体、屋顶、地板、窗户和多方面结合应用5个分类对相变材料的应用进行综合分析，得出以下主要结论。

图11 模拟房间的示意图[73]

（1）相变材料的性能直接影响了热能储存单元的效率、应用效果以及长期稳定性。应用于建筑物的相变材料应具有安全无害、对环境友好、与建筑物兼容性好、热物理性质优异、稳定性好、防火性强以及价格低廉的特点。

（2）复合相变材料能够有效地改善相变材料的液体泄漏问题，提高相变材料与建筑材料的相容性，同时赋予相变材料更高的机械强度。但载体的添加和复合材料的制备工艺会增加相变材料的生产成本，且相变材料的含有率随载体类型的改变而变化。另一方面，复合相变材料与建筑材料直接混合往往会降低建筑材料原有的抗压强度以及耐久性。在后续的研究中，应不断优化载体对相变材料的吸收或包覆效果，简化复合材料的制备流程，以合理控制其经济成本，同时注重相变建筑材料的抗压强度和耐久性的强化。

（3）目前商业化的微胶囊相变材料以石蜡为主，其可燃性仍存在一定的安全隐患。无机相变材料的相变潜热较大、成本低廉和不可燃的特性更有利于相变材料在建筑领域中的推广应用。在未来的研究中，不仅要提高石蜡类微胶囊的安全性，更要注重热性能优异且稳定性良好的无机微胶囊相变材料的开发，推动相变材料在建筑节能领域的发展。

（4）安装于建筑物围护结构中的潜热储热单元能够有效地削弱室外温度波动对室内环境的影响，通过利用相变材料对热量的吸收和释放实现对能量的储存和转移。评价相变材料在建筑物中的节能效果时，应注重室内热环境的综合评估，包括室内温度或表面温度振幅的缩减程度、峰值温度的滞后性以及围护结构的热流密度等。

（5）建筑物围护结构中相变材料的最佳熔点与建筑物所在地区的气候、应用的季节时段以及应用目的有关。其中，应用于墙体的相变材料的适宜熔点范围为20～30℃，用于屋顶的相变材料应具有较高的熔点，以避免室内空气过热的现象。

（6）针对不同的应用目的，所需要的相变材料的传热性能不同。在建筑物的隔热应用上，选用低导热的载体制备复合相变材料，使其兼具隔热和储热的功能；而需要高效地吸收或释放所储存的能量时，相变材料的传热性能可以通过结合高导热载体、添加高导热纳米粒子以及与金属器件相耦合等方式实现提升。