Νέους ορίζοντες στη αντιμετώπιση του ενεργειακού κόστους των κτηρίων ανοίγουν τα υλικά PCM (Phase Change Materials-Υλικά Αλλαγής Φάσης) με την πρωτοποριακή τους ιδιότητα να αποθηκευουν μεγάλα ποσά θερμότητας, την οποία εκπέμπουν αργότερα στο χώρο μετά την παύση της θερμανσής τους.
Η αρχή λειτουργίας βασίζεται στο φαινόμενο, της λανθάνουσας θερμότητας της θερμοκρασίας που αποθηκεύεται στο υλικό μετά το σημείο αλλαγής της φυσικής του κατάστασης.
Τα υλικά αυτά εμφανίζουν θερμοκρασία τήξεως μεταξύ των 23°C και 26°C, μεγάλη αποροφητικότητα θερμότητας ανα κυβικό μέτρο, υψηλή θερμική αγωγιμότητα, μικρή θερμική μεταβολή του όγκου, ομοιογένεια κατα την τήξη τους και πλήρως αναστρέψιμο κύκλο μεταβολών φυσικής κατάστασης, καθώς και υψηλή αντίσταση στην διάβρωση και την ανάφλεξη.
Στα κτίρια, τα υλικό αυτά μπορούν να τοποθετούνται με μικροκάψουλες στην οροφή και στους τοίχους. Καθώς αυξάνονται οι θερμοκρασίες κατά τη διάρκεια της ημέρας, η θερμότητα απορροφάται από το υλικό, μετατρέποντας το σε υγρό. Όταν ο χώρος σταματά να θερμαίνεται, είτε μέσω πτώσης της θερμοκρασίας κατά την διάρκεια της νύχτας ή από μηχανικό αερισμό, το PCM "επαναφέρεται" στην προηγούμενη στερεά κατάσταση για την επόμενη ημέρα έτσι ώστε να μπορεί και πάλι να αρχίσει να απορροφά θερμότητα όσο θερμαίνεται ο χώρος.
Ένα σύστηµα αποθήκευσης ενέργειας, που συµβάλλει σηµαντικά στη βελτίωση της θερµικής άνεσης των κτιρίων, είναι οι τοίχοι PCM. Πρόκειται για τοίχους που κατασκευάζονται από δοµικά υλικά (γύψος, τσιµέντο κλπ.) στα οποία έχουν προηγουµένως ενσωµατωθεί υλικά αλλαγής φάσης (pcm). Τα τελευταία δίνουν τη δυνατότητα στον τοίχο να αποθηκεύσει ενέργεια µε τη µορφή λανθάνουσας θερµότητας και να την αποδώσει στο χώρο, όταν η θερµοκρασία του µειωθεί.
Τα PCMs, μολονότι είναι γνωστά από αρκετά χρόνια, δεν είναι ευρέως διαδεδομένα σε εφαρμογές στα κτίρια. Κάποιες ελλείψεις στην τεχνολογία τους, το σχετικά υψηλό κόστος τους και η περιορισμένη πληροφόρηση για τις εφαρμογές τους δικαιολογούν εν μέρει αυτή τη διαπίστωση. Από την άλλη πλευρά, τα πλεονεκτήματα που προσφέρουν εγγυώνται ότι στο μέλλον η χρήση τους θα διευρύνεται.
Είναι χαρακτηριστικό ότι την περίοδο αυτή "τρέχουν" αρκετά προγράμματα με περιεχόμενο τη μελέτη των εφαρμογών των PCMs. Μεταξύ αυτών, σημαντικό είναι το Ευρωπαϊκό Πρόγραμμα COST Action TU0802: Next generation cost effective phase change materials for increased energy efficiency in renewable energy systems in buildings (NeCoE-PCM), όπου, από ελληνικής πλευράς, συμμετέχει το Πολυτεχνείο Κρήτης. Στόχος του συγκεκριμένου προγράμματος είναι να ενισχύσει τη διάδοση των συστημάτων ΑΠΕ και των εφαρμογών PCMs στην Ευρώπη μέσω του σχεδιασμού, μελέτης, προσομοίωσης και πιστοποίησης νέας γενιάς υλικών αλλαγής φάσης για χρήση σε αποθήκευση θερμότητας για θέρμανση - ψύξη και άλλες εφαρμογές ΑΠΕ στα κτίρια.
Πηγές: Άρθρο του Αν. Καθηγητή Αρχιτεκτονικής Πολυτεχνείου Κρήτης Νίκου Παπαμανώλη
Μαχαίρα Ελένη - Διπλωματική Εργασία Τμήμα Μηχανολόγων Μηχ. ΕΜΠ