Όποιος έχει χοντρά τούβλα ή πέτρινους τοίχους πιθανότατα έχει παρατηρήσει ότι το σπίτι τους χρειάζεται πολύ χρόνο για να ζεσταθεί ή να κρυώσει κατά τη διάρκεια της ημέρας. Αυτό συμβαίνει επειδή εδώ και χρόνια οι αρχιτέκτονες έχουν χρησιμοποιήσει μεγάλα υλικά μάζας, τα οποία επιβραδύνουν τη ροή της θερμοκρασίας, ως μέσο για την οικοδόμηση παθητικών οικολογικών κτιρίων. Ενώ αυτά τα υλικά λειτουργούν καλά στη ρύθμιση των διακυμάνσεων της θερμοκρασίας, μπορεί να είναι δαπανηρά, απαιτούν πρόσθετη δομή και τρώνε τετράγωνο. Ευτυχώς, οι επιστήμονες εργάστηκαν σκληρά για την ανάπτυξη της ίδιας τεχνολογίας, αλλά σε μικροσκοπικό επίπεδο, με τη μορφή υλικά αλλαγής φάσης.
Η βασική ιδέα των παθητικών κτιρίων και της θερμικής μάζας είναι τα δομικά υλικά με υψηλή μάζα (νερό, πέτρα ή σκυρόδεμα) συλλέγουν και αποθηκεύουν θερμότητα όλη την ημέρα και στη συνέχεια απελευθερώνουν αργά τη θερμοκρασία σταγόνες. Στην ιδανική περίπτωση, αυτή η τεχνική σχεδίασης χρησιμοποιείται σε κλίμα που έχει ακραίες διακυμάνσεις θερμοκρασίας από μέρα σε νύχτα ή εποχή σε εποχή. Τα θερμικά βοηθήματα μάζας στην απόδοση του κτιρίου, μειώνουν την ανάγκη για εξοπλισμό θέρμανσης και ψύξης - και αυτό γίνεται χωρίς κινούμενα μέρη.
Τα υλικά αλλαγής φάσης (PCM) παρέχουν θερμική μάζα, αλλά σε πολύ μικρότερη κλίμακα. Τα PCM λειτουργούν με τήξη και στερεοποίηση σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία - η θερμότητα απορροφάται στη στερεά κατάσταση και πότε το υλικό φθάνει σε μια προκαθορισμένη θερμοκρασία, αλλάζει σε ένα υγρό και απελευθερώνει την αποθηκευμένη ενέργεια (θερμότητα). Όταν η θερμοκρασία πέσει κάτω από ένα προκαθορισμένο βαθμό, το PCM επανασυστάρεται και η διαδικασία επαναλαμβάνεται. Τα πιο κοινά PCM έρχονται με τη μορφή παραφίνης, λιπαρών οξέων και ενυδατωμένων αλάτων, το καθένα με τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά του. Τα περισσότερα PCMs πρέπει να εγκλωβιστούν για να αποθηκευτούν και να αποτρέψουν την εξάτμιση και την απορρόφηση.
Υπάρχουν διάφοροι κλάδοι της οικοδομικής βιομηχανίας που επιδιώκουν να ενσωματώσουν τα PCM στα υλικά και τα προϊόντα τους - ορισμένα παραδείγματα περιλαμβάνουν γυψοσανίδα, παράθυρα, σκυρόδεμα και μόνωση. Για παράδειγμα, όταν τα PCM είναι ενσωματωμένα σε γυψοσανίδες, ένα ολόκληρο κτίριο είναι ικανό να αποθηκεύει ενέργεια, και όχι απλώς εξωτερικούς τοίχους (όπου συνήθως χρησιμοποιείται η τοιχοποιία). Όλα τα τοιχώματα που είναι επενδυμένα με ενσωματωμένο γυψοσανίδα PCM είναι σε θέση να απορροφούν και να απελευθερώνουν θερμότητα όλο το εικοσιτετράωρο για να διατηρούν μια προκαθορισμένη και επιθυμητή θερμοκρασία. Χρησιμοποιώντας γυψοσανίδα ενσωματωμένο με PCM ως θερμική μάζα, αντί για τοιχοποιία ή σκυρόδεμα, το κτίριο κερδίζει τετράγωνο βίντεο που συνήθως θα χάνονταν σε χοντρά τοιχώματα, και χρειάζεται λιγότερη δομική υποστήριξη, η οποία μπορεί να πάρει πολύ ακριβός.
Πολλά υλικά PCM υπόκεινται σε δοκιμές, καθώς είναι πολύ δύσκολο να συντονιστείτε το κάθε προϊόν ώστε να μπορεί να εφαρμοστεί για ποικίλα κλίματα και επιθυμητές θερμοκρασίες. Ωστόσο, πολλά προϊόντα PCM ενσωματώνονται ήδη στον κλάδο των κατασκευών στην Ευρώπη και παρατηρήθηκαν πρόσφατα όπως και πέρυσι σε μερικές από τις καταχωρίσεις του Solar Decathlon. Αυτό μοιάζει με μια τέτοια καινοτόμο, αλλά και απλή ιδέα και είμαστε πρόθυμοι να δούμε πώς εξελίσσεται μέσα στην οικοδομική βιομηχανία.
