引言
将相变及化学反应储能应用在建筑领域（包括建筑空调和供暖）已经成为一个研究的热点和重点方向[1].国内外很多学者在这方面也做了大量的研究。
Feustel H E 等人[2]用基于有限差分逼近的热建筑模拟程序数值评价了 PCM 墙板在建筑环境中储存潜热的性能；即利用双重 PCM 墙板来提高建筑物的储热能力，让房间温度在不使用机械冷却条件下也可 保 持 在 接 近 舒 适 温 度 的 上 限 值 . 日 本KANAGAWA 大学的 Takeshi Kondo 和 TokyoDenki 大学的 Tadahiko Ibamoto 等人[3]用 95%的十八烷和 5%的十六烷作相变材料，将装有相变材料的交键聚乙烯小球加到石膏板中制备相变墙板，并对其储热性能进行了研究。肖伟等人[4]采用经实验验证的程序模拟分析了相变板热物性、表面换热系数和用量对冬季室内温度波动的影响，并给出了北京地区相变内隔墙房间的设计原则。杨晟等人[5]制备了一种泡沫石墨/石蜡复合相变储热材料，研究了将该复合材料用作墙体围护结构时的隔热和调温性能。拧∧等人[6]研究了成都地区相变墙体夏季工况的参数优化及效果分析。
从上述的研究中不难发现，大多数学者都是将相变材料应用于常规的建筑中，而很少研究相变材料对轻质建筑室内热环境的改善研究。但随着建筑行业的迅猛发展，传统的重质围护结构如砌块、混凝土等已经不能满足现代建筑业的多样化和个性化需求，轻质建筑广泛应用于体育场、车站、货场、装配式房屋、工地建筑等场合[7,8].因此，对于相变材料对轻质建筑室内热环境的研究具有重要的实用意义，并为后续研究提供重要的实验支撑。
1 相变材料
本实验采用的相变材料是一种易于与墙体复合的新型复合相变材料，它将相变材料永久地封装于铝复合隔膜管中。通常一支管的重量为100~120克，长约为175mm,宽约为45mm,厚为20~25mm.封装在管内的相变材料无毒、不可燃，相变潜热178.5kJ/kg,相变温度范围为 18~26℃，密度为1300 ~ 1380kg/m3, 导 热 系 数 相 变 区 为0.25W/（m·K），固态液态区为 0.5W/（m·K），使用温度为 0~60℃。
2 实验系统与方法
为了研究相变材料在轻质建筑冬季室内热环境的应用效果，对两个尺寸完全相同的实验箱体房进行了测试分析，其尺寸均为 800mm（长）×1000mm（宽）×1300mm（高），其外围护结构采用 0.8mm 厚不锈钢钢板+40mm 厚轻质聚苯乙烯（EPS）泡沫板+0.8mm 厚的不锈钢钢板+8mm 石膏板，结构如图 1 所示。其中一个箱体房内部复合管状相变材料，先将管状相变材料与箱体房各内表面尺寸匹配的石膏板排列固定（如图 2），然后再安装固定在箱体房的各内表面，使相变材料位于石膏板和内表面之间，构成复合围护结构。实验测试地点位于某大楼屋顶完全无遮挡位置，测试对象为两个尺寸完全相同的实验箱体房，如图 3 所示。箱体房按一致的方向摆放，正门朝东。分别在两个箱体房内、外壁（顶面在内的 5 个面）中心相同位置和房间中心布置热电偶，共 22 个；在南墙内壁中心相同位置布置热流片。所得数据通过巡回检测仪自动采集，并通过 RS232 接口与计算机相连，实现数据的实时记录与输出。室外温度通过JTR13C 室外气象观察站进行采集。所有测试时间间隔设定为 30min.通过实验测试得到房间内外空气温度、热流量和墙体内外表面温度等数据。
其中实验所用巡回检测设备为北京某公司的JTRG-II 建筑热工温度与热流自动测试仪。该设备可以同步实时测量90路T型热电偶温度和30路热流密度，并能根据存储时间间隔自动存储温度和热流密度。它的温度测量范围为-20℃~100℃，温度测量精度为±0.5℃，温度分辨率为 0.1℃。测试所采用的热电偶为 T 型热电偶，测量精度为±0.5℃，测试前对其进行校准。室外温度采用北京某公司的JTR13C 室外气象观察站测试，温度测量范围-30℃~70℃，温度测量精度为±0.5℃。
