Oricine are pereți groși de cărămidă sau piatră a observat probabil că casa lor durează mult timp pentru a se încălzi sau a se răci în timpul zilei. Acest lucru se datorează faptului că, de ani buni, arhitecții au folosit materiale de masă ridicată, care încetinesc curgerea temperaturii, ca mijloc de a construi clădiri pasive, ecologice. În timp ce aceste materiale funcționează bine pentru a regla fluctuațiile de temperatură, ele pot fi costisitoare, necesită o structură suplimentară și pot mânca imagini pătrate. Din fericire, oamenii de știință au lucrat din greu la dezvoltarea aceleiași tehnologii, dar la nivel microscopic, sub forma materiale pentru schimbarea fazelor.
Ideea de bază a clădirilor pasive și a masei termice, este materialele de construcție cu masă mare (apă, piatră sau beton) colectați și depozitați căldura pe tot parcursul zilei, apoi eliberați-o încet ca temperatura picături. În mod ideal, această tehnică de proiectare este folosită în climatele care au fluctuații extreme de temperatură de la zi la noapte sau de sezon la sezon. Masa termică ajută la eficiența unei clădiri, reduce nevoia de echipamente de încălzire și de răcire și se realizează fără părți mobile.
Materialele de schimbare de fază (PCM) asigură masa termică, dar la o scară mult mai mică. PCM-urile funcționează prin topirea și solidificarea la o temperatură specifică - căldura este absorbită în stare solidă și când materialul atinge o temperatură predeterminată, se schimbă într-un lichid și eliberează energia stocată (căldură). Când temperatura scade sub un grad predeterminat, PCM se solidifică și procesul se repetă. Cele mai frecvente PCM-uri se prezintă sub formă de parafină, acizi grași și hidrați de sare, fiecare având propriile avantaje și dezavantaje. Majoritatea PCM-urilor trebuie încapsulate pentru a fi stocate și pentru a preveni evaporarea și absorbția.
Există mai multe sectoare din industria construcțiilor care încearcă să încorporeze PCM-urile în materialele și produsele lor - unele exemple în acest sens includ gips-carton, ferestre, beton și izolare. De exemplu, atunci când PCM-urile sunt încorporate în gips-carton, o întreagă clădire este capabilă să stocheze energie, mai degrabă decât doar zidurile exterioare (unde se folosește de obicei zidăria). Toți pereții care sunt înveliți cu gips-carton integrat PCM sunt capabili să absoarbă și să elibereze căldură în permanență pentru a menține o temperatură predeterminată și dorită. Folosind gips-carton încorporat cu PCM-uri ca masă termică, în loc de zidărie sau beton, clădirea câștigă pătrat imagini care, de obicei, ar fi fost pierdute pentru zidurile groase și au nevoie de mai puțin suport structural, care poate fi foarte mare scump.
Multe materiale PCM sunt supuse unor teste, deoarece este foarte dificil să ajustați fiecare produs pentru a fi aplicabil pentru o varietate de climaturi și a temperaturilor dorite. Cu toate acestea, multe produse PCM sunt deja integrate în industria construcțiilor din Europa și au fost văzute la fel de recent ca anul trecut în unele dintre înregistrările Solar Decathlon. Aceasta pare o idee atât de inovatoare, dar totodată simplă, și suntem dornici să vedem cum evoluează în industria clădirilor.