本文针对单一相变材料(phase change material,PCM)在建筑中使用不能满足冬夏节能要求的问题,提出将两种相变温度不同的PCM同时填入到墙体围护结构(即内部基体材料不同或基体材料摆放位置不同)中构成双层PCM复合墙体。本文采用显热容法,对数学模型采用有限差分法离散,用MATLAB软件编程对多种不同结构的双层PCM墙体在典型夏热冬冷地区气候条件下进行了模拟分析。经过变温热箱实验验证,选材时重点考虑PCM的热物性参数,保证其相关热工性能符合要求。对于含PCM的墙体,实验值和模拟值的标准误差小于1℃,最大相对误差小于7%,MATLAB编程算出的数值在总体上与实验值吻合较好,可以用于相关传热问题的工程模拟。以衰减倍数为指标探索理想中PCM的最佳相变温区,再从实际PCM中选取最合适的PCM作为本文的研究对象,并将实际中PCM墙体热工性能与理想中的PCM墙体热工性能相比较,通过改变两种PCM的摆放位置,探讨夏季工况和冬季工况下PCM的热工性能。对比分析四种不同墙体围护结构热工性能之后发现:PCM可以调节室内温度的变化,而且PCM在墙体中的摆放位置对室内温度的调节效果也有所不同。研究表明:在四种不同墙体围护结构中,当任意一种PCM布置于墙体最外侧或最内侧时,都会导致室内温度波动幅度较大,调温效果不好;当墙体围护结构从外向内由水泥砂浆、保温材料、砌块材料和石灰砂浆构成时,两种PCM摆在墙体稍偏内侧(相变温度较低的PCM(PCM1)位于相变温度较高的PCM(PCM2)内侧),墙体调温效果最好。对含PCM的墙体,在一定温度区间内,PCM比热会大幅度波动,因而对应的传热为非线性的,这样单纯通过衰减倍数与延迟时间相关指标无法准确描述其热工性能,因此提出了新的评价指标:PCM利用率。研究表明:综合考虑冬夏两季,当PCM1和PCM2都位于墙体稍偏内侧(PCM1位于PCM2内侧)时,墙体的衰减倍数最大,延迟时间最长,且PCM1在冬季的凝固利用率和PCM2在夏季的熔化利用率都在0~100%之间,两种PCM都有更多发生状态变化的空间,此时墙体的热工性能最好。