ربما لاحظ أي شخص لديه جدران سميكة من الطوب أو الحجر أن منزله يستغرق وقتًا طويلاً للتدفئة أو البرودة خلال اليوم. ذلك لأن المهندسين المعماريين قد استخدموا لسنوات عدة مواد ذات كتلة عالية ، مما يؤدي إلى إبطاء تدفق درجة الحرارة ، كوسيلة لبناء مباني سلبية صديقة للبيئة. في حين أن هذه المواد تعمل بشكل جيد في تنظيم تقلبات درجة الحرارة ، إلا أنها قد تكون باهظة الثمن ، وتتطلب بنية إضافية وتتناول لقطات مربعة من المبنى. لحسن الحظ ، كان العلماء يعملون بجد على تطوير نفس التكنولوجيا ، ولكن على المستوى المجهري ، في شكل مواد تغيير الطور.
الفكرة الأساسية للمباني السلبية والكتلة الحرارية ، هي مواد البناء ذات الكتلة العالية (الماء ، الحجر أو الخرسانة) جمع وتخزين الحرارة على مدار اليوم ، ثم قم بتحريره ببطء كدرجة الحرارة قطرات. من الناحية المثالية ، يتم استخدام تقنية التصميم هذه في المناخات ذات التقلبات الشديدة في درجات الحرارة من النهار إلى الليل ، أو من موسم لآخر. تساعد الكتلة الحرارية في كفاءة المبنى ، في تقليل الحاجة إلى معدات التدفئة والتبريد - ويتم ذلك دون أي أجزاء متحركة.
توفر مواد تغيير الطور (PCM) كتلة حرارية ، ولكن على نطاق أصغر بكثير. تعمل أجهزة PCM عن طريق الذوبان والتصلب عند درجة حرارة محددة - يتم امتصاص الحرارة في الحالة الصلبة ، ومتى تصل المادة إلى درجة حرارة محددة مسبقًا ، وتتغير إلى سائل وتطلق الطاقة المخزنة (الحرارة). عندما تنخفض درجة الحرارة عن درجة محددة سلفًا ، تتم إعادة تكوين PCM وتتكرر العملية. تأتي مركبات PCM الأكثر شيوعًا في شكل البارافين والأحماض الدهنية وهيدرات الملح ، ولكل منها مزاياها وعيوبها. يجب تغليف معظم PCMs ليتم تخزينها ومنع التبخر والامتصاص.
هناك العديد من القطاعات في صناعة البناء التي تتطلع لدمج PCM في موادها ومنتجاتها - بعض الأمثلة على ذلك تشمل الحوائط الجافة ، والنوافذ ، والخرسانة والعزل. على سبيل المثال ، عندما يتم دمج PCM في الجدران الجافة ، يكون المبنى بأكمله قادرًا على تخزين الطاقة بدلاً من الجدران الخارجية (حيث يتم استخدام البناء عادةً). جميع الجدران التي يتم تثبيتها باستخدام دريوال مضمن PCM قادر على امتصاص وإطلاق الحرارة على مدار الساعة للحفاظ على درجة حرارة محددة ومطلوبة مسبقًا. باستخدام دريوال مضمن مع PCMs ككتلة حرارية ، بدلاً من البناء أو الخرسانة ، يكسب مربع البناء اللقطات التي عادة ما تُفقد على الجدران السميكة ، وتحتاج إلى دعم هيكلي أقل ، والتي يمكن أن تحصل عليها بشدة مكلفة.
تخضع العديد من مواد PCM للاختبار حيث من الصعب للغاية ضبط كل منتج ليكون قابلاً للتطبيق في مجموعة متنوعة من المناخات ونطاقات درجة الحرارة المطلوبة. ومع ذلك ، يتم بالفعل دمج العديد من منتجات PCM في صناعة البناء والتشييد في أوروبا وشوهدت مؤخرًا في العام الماضي في بعض إدخالات Solar Decathlon. يبدو أن هذه فكرة مبتكرة ولكنها بسيطة ، ونحن حريصون على رؤية كيفية تطورها في صناعة البناء.
