Всеки с дебели тухлени или каменни стени вероятно е забелязал, че домът им отнема много време за отопление или охлаждане през деня. Това е така, защото от години архитектите използват високомасови материали, които забавят потока на температурата, като средство за изграждане на пасивни, екологични сгради. Макар че тези материали работят добре при регулиране на температурните колебания, те могат да бъдат скъпи, да изискват допълнителна структура и да изядат изграждането на квадратни кадри. За щастие, учените работят усилено върху разработването на същата технология, но на микроскопично ниво, под формата на материали за фазова смяна.
Основната идея на пасивните сгради и топлинната маса са строителни материали с висока маса (вода, камък или бетон) събирайте и съхранявайте топлината през целия ден, а след това бавно я освободете като температура капки. В идеалния случай тази дизайнерска техника се използва в климатични условия, които имат екстремни температурни колебания от ден на нощ или сезон в сезон. Термичната маса спомага за ефективността на сградата, намалява необходимостта от отоплително и охлаждащо оборудване - и се извършва без никакви движещи се части.
Материалите за смяна на фазите (PCM) осигуряват топлинна маса, но в много по-малък мащаб. РСМ работят чрез топене и втвърдяване при определена температура - топлината се абсорбира при твърдо състояние и кога материалът достига предварително определена температура, той се променя на течност и освобождава натрупаната енергия (топлина). Когато температурата падне под предварително определена степен, РСМ се втвърдява отново и процесът се повтаря. Най-често срещаните PCM се предлагат под формата на парафин, мастни киселини и солни хидрати, всеки със собствени предимства и недостатъци. Повечето PCM трябва да бъдат капсулирани, за да се съхраняват и да се предотврати изпаряването и абсорбцията.
Има няколко сектора в строителната индустрия, които търсят да включат PCM в своите материали и продукти - някои примери за това включват гипсокартон, прозорци, бетон и изолация. Например, когато PCM са вградени в гипсокартон, цяла сграда е способна да съхранява енергия, а не само външните стени (където обикновено се използва зидарията). Всички стени, покрити с гипсокартон, вграден в PCM, могат да поемат и отделят топлина денонощно, за да поддържат предварително определена и желана температура. Използвайки гипсокартон, вграден с PCM като топлинна маса, вместо зидария или бетон, сградата придобива квадрат кадри, които обикновено биха се загубили от дебели стени и се нуждаят от по-малко структурна поддръжка, което може да се получи много скъпо.
Много PCM материали са подложени на тестване, тъй като е много трудно да се настрои всеки продукт, за да бъде приложим за различни климатични условия и желани температурни диапазони. Въпреки това, много PCM продукти вече са интегрирани в строителната индустрия в Европа и бяха забелязани наскоро, както миналата година, в някои от записите на Solar Decathlon. Това изглежда като новаторска и същевременно проста идея и нямаме търпение да видим как тя се развива в строителната индустрия.
