对相变保温材料的几点看法

对自调温相变复合保温材料的看法

自调温相变复合保温材料在市场应用过程中，主要存在以下几点疑问：

第一、是什么相变介质能是复合材料通过相变后的导热系数相当于干空气的导热系数？

第二、是以一个自调温相变复合保温材料层置于维护结构的构造系统中间，又不是装饰层能作为一个装饰系统将多种绝

热材料及绝热机理有机的结合起来吗？

第三、为什么一个材料的检测值会相差4倍？当量导热系数的概念及检测方法与现行的国家相关技术标准相符吗？

第四、为什么在企业标准和建筑设计构造图集不取稳态导热系数的测定值呢？

第五、自调温相变复合保温材料的蓄热系数为什么会比常规材料的蓄热系数高出很多？

针对以上几点疑虑，应从以下几个方面去理解：

第一：是什么相变介质能是复合材料通过相变后的导热系数相当于干空气的导热系数？

在这个问题中主要提出了以下几个问题：第一、是什么介质通过这个载体起相变作用？这个问题需要从两个方面做理解：首先这个不是介质，也不是通过这个载体起相变作用，用在墙体节能的相变材料只是一种在适合的温度条件下能产生相态变化的材料，这里简称相变

材料，和载体无关。相变材料需要载体是因为我们使用的相变材料需要通过固态→液态及液态→固态的一个互逆的相态变化（任何材料在一定条件下都可以在固、液、气三相之间进行变化的吗，只是外在条件要求不一样而已），利用其固液相变的潜热值来储存及利用热能，从而达到保温节能的目的，如果没有载体的并对其进行包覆，相变材料在相变过程中可能流失，如果相变材料流失将失去相变材料在建筑上的作用（相变材料在建筑上的作用可以查阅相关资料，部分书目见附件）。

其次，不管什么介质在置于建筑的外墙等维护结构中形成的保温隔热层中，在外界热湿作用下通过相变后的导热系数相当于干空气的导热系数？

现实世界中，相当于甚至低于干空气导热系数的单一及复合材料很多，现今在建筑上应用的如聚氨酯（0.018—0.025W/(M·K)就完全能达到比干空气(0.024W/(M·K))的导热系数低，而应用某些材料并经过特殊工艺制成后其导热系数就可能更低了，比如广泛用于冰箱、冰柜、冷藏车、冷库、电热水器等保温设备的VIP真空绝热板等真空绝热材料完全能够达到干空气导热系数的1/10，甚至更低，否则火箭也不可能通过大气层了，因为不能绝热的火箭在升空过程中就会被摩擦生热给烧掉。只是目前这些材料应用在建筑上成本太高，因而限制了其在建筑上的应用。

第二：是以一个自调温相变复合保温材料层置于维护结构的构造系统中间，又不是装饰层能作为一个装饰系统将多种绝热材料及绝热机

理有机的结合起来吗？

首先，将多种材料进行结合，从而达到保温节能的做法非常常见，比如，自保温砖，砖体里面填充保温材料，这是一种简单的结合。而水泥基膨胀玻化微珠实质上也是由中空微珠和其他材料复合而成，只是其绝热是通过膨胀微珠的中空间歇而起到隔热的作用，而自调温相变复合保温材料还从分利用了相变材料的相变潜热。

其次，任何一种相变保温材料不可能将蓄能型、阻隔型、反射型、辐射型多种保温隔热材料有机结合起来，而相变材料只能将蓄能型和阻隔型有机的结合。

在我公司所提供的资料当中，没有任何资料阐述了只有漂珠、水镁石纤维等原材料等才具有绝热性能，我公司只是说明采用漂珠、水镁石纤维等作为相变材料的载体，从未宣传相变材料是通过反射和辐射作用蓄能和放热，所以此疑问不成立。反射和辐射本身是传递能量的一种方式，任何一种材料即使置于外表面也不能通过反射和辐射达到蓄能的作用。

第三：为什么一个材料的检测值会相差4倍？当量导热系数的概念及检测方法与现行的国家相关技术标准相符吗？

1、为什么一个材料的检测值会相差4倍？众所周知，现今关于稳态还是非稳态导热的所有判定结果，都必须符合一个导热理论的基本定律，就是傅立叶定律：单位时间内传递的热量Q，与温度梯度及垂直于导热方向的表面积成正比，即

Q=-λ·gradt·F W

对于单位面积而言：q=Q/F=-λ·gradt W/M2

式中q为单位时间、通过单位面积所传递的热量，称为热通量。热通量是个向量，它和温度位于等温面的同一法线上，但指向温度低的方向。式中的负号就是表示热量传递的方向与温度梯度的方向相反，永远指向温度降低的方向。比例系数λ称为导热系数。亦称热导率。由此可见，导热系数的数值就是物体中温度梯度为1℃时，单位时间内通过单位面积的导热量，它的单位是W/M·℃。导热系数的数值是表征物质导热能力的大小。

另根据《绝热材料及相关术语》GBT4132-1996中对导热系数的定义是导热系数（λ）：材料导热特性的一个物理指标。数值上等于热流密度除以负温度梯度，(W/M·K)。λ=-q/gradT。

通过以上对导热理论的基本定律的阐述，也就不难理解一个材料的检测值会相差4倍的情况了，因为在这两个检测值中，一个是当量导热系数，而另外一个是稳态导热系数，在传热学的概念中，有稳态导热和非稳态导热之分，自然情况下基本都是非稳态导热，但为了研究及应用方便在很多情况下，我们将诸多情况简化为稳态传热进行分析，就如按在《民用建筑热工设计规程》（实际是《民用建筑热工设计规范》）中对导热系数的定义一样，实际简化后定义的稳定状态下的导热系数即稳态导热系数，所以就有在《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ134-2010条文说明第4.0.4中这样的说明：传热系数只是描述维护结构传热能力的一个性能指标，是在稳态传热条件下建筑维护结构的评价指标。因为相变材料结合了阻隔型和蓄能型保温材

料的性能，充分利用相变材料常规隔热材料显热蓄热大很多的潜热蓄热性能，相变材料在外墙传热过程中具有相变过程，所以就不是简单的稳态传热过程，为计算方便将非稳态传热条件下的传热能力定义为当量导热系数，在相变全面完成后的传热能力定义为稳态导热系数。

根据傅立叶定律可知：相变保温材料，在相变全面完成后，相变复合保温材料内部就形成一个稳定的温度场，即均匀的温度梯度，传热也就可以简化为一个稳定的传热过程，所体现出来的传热能力就是稳态的导热系数，在测定其稳态导热系数时需人为的创造一个稳定的外在温度场（仔细阅读过《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热办法》GBT10294—2008的测试过程就可知），但相变复合保温材料在外墙上的传热过程在外在环境温度场的影响下，实际是个典型的非稳态的传热过程，即处于相变过程中。而处于相变过程中的相变微胶囊的两侧温度梯度基本为零，即相变微胶囊在这个过程中在吸收周围的热（冷）量，也就是墙体一侧通过相变微胶囊的热（冷）量不能传递到墙体另一侧，外在体现就是降低了保温材料的传热能力，当然其当量导热系数也就大大低于其稳态导热系数了。

2、检测方法与现行的国家相关技术标准相符吗？

通过前面的阐述可知，导热系数是材料导热特性的一个物理指标，也就是物质导热能力的表征。

物质导热系数就是单位时间内传递的热量Q的能力的数值表达，如果认真研究过我公司的企业标准关于《当量导热系数的测试试验方法》即可知：此测试方法的前提条件是：1、在单位时间内通过相变