Každý, kdo má silné cihlové nebo kamenné zdi, si pravděpodobně všiml, že jejich domov trvá dlouho, než se během dne zahřeje nebo zchladne. Důvodem je to, že architekti používali po mnoho let materiály s vysokou hmotností, které zpomalují tok teploty, jako prostředek k budování pasivních ekologických budov. I když tyto materiály dobře fungují při regulaci kolísání teploty, mohou být drahé, vyžadují další strukturu a spotřebovávají záběry z náměstí. Naštěstí vědci tvrdě pracují na vývoji stejné technologie, ale na mikroskopické úrovni, ve formě materiály fázové změny.
Základní myšlenkou pasivních budov a tepelné hmoty jsou stavební materiály s vysokou hmotností (voda, kámen) nebo beton) shromažďovat a ukládat teplo po celý den a poté jej pomalu uvolňovat jako teplotu kapky. V ideálním případě se tato designová technika používá v podnebí, které má extrémní výkyvy teploty ze dne na noc nebo sezónu na sezónu. Tepelná hmota napomáhá účinnosti budovy, snižuje potřebu vytápěcího a chladicího zařízení - a to bez pohyblivých částí.
Materiály pro změnu fáze (PCM) poskytují tepelnou hmotnost, ale v mnohem menším měřítku. PCM fungují tavením a tuhnutím při specifické teplotě - teplo je absorbováno v pevném stavu a kdy materiál dosáhne předem stanovené teploty, změní se na kapalinu a uvolní uloženou energii (teplo). Když teplota klesne pod předem určený stupeň, PCM se znovu ztuhne a proces se opakuje. Nejběžnější PCM jsou ve formě parafinu, mastných kyselin a hydrátů solí, z nichž každý má své vlastní výhody a nevýhody. Většina PCM musí být zapouzdřena, aby byla uložena a zabránila odpařování a absorpci.
Ve stavebnictví existuje několik sektorů, které chtějí začlenit PCM do svých materiálů a produktů - některé příklady zahrnují sádrokartony, okna, beton a izolaci. Například, když jsou PCM zabudovány do sádrokartonu, celá budova je schopna ukládat energii, nikoli pouze vnější stěny (kde se obvykle používá zdivo). Všechny stěny, které jsou opláštěny sádrokartonem zabudovaným do PCM, jsou schopny absorbovat a uvolňovat teplo nepřetržitě, aby udržely předem stanovenou a požadovanou teplotu. Použitím sádrokartonu zabudovaného do PCM jako tepelné hmoty namísto zdiva nebo betonu získává budova čtverec záběry, které by se obvykle ztratily na tlustých stěnách a vyžadují méně strukturální podpory, což může být velmi drahý.
Mnoho materiálů PCM prochází testováním, protože je velmi obtížné doladit každý produkt tak, aby byl použitelný pro různé podnebí a požadované teplotní rozsahy. Mnoho produktů PCM se však již integruje do stavebního průmyslu v Evropě a v některých položkách Solar Decathlon se objevilo až v loňském roce. Vypadá to jako inovativní, přesto jednoduchý nápad, a my se těšíme, jak se vyvíjí ve stavebnictví.