Phase change materials in building systems

an integrative literature review

Authors

Keywords:

Phase change material, Integrative review, Thermal inertia, Passive strategy, Thermal confort, Energy efficiency

Abstract

Phase Change Materials (PCMs) have a high latent heat storage capacity and the potential to provide thermal comfort to users and energy savings in buildings. However, many parameters must be analysed for the adequate selection and application of these materials. This article discusses the potential of applying PCMs in construction systems based on an Integrative Literature Review of national and international publications, identifying the classification, selection, incorporation and application criteria, trends, and research gaps. The review covers 134 articles, 103 of which are state-of-the-art from the past five years. Most of the research studies examined demonstrate that using PCMs in constructive systems leads to increased comfort hours and lower energy consumption. Climate conditions proved to be the most crucial parameter for an adequate choice of PCMs, highlighting a gap in the research on tropical regions with hot and humid climates and low latitudes, such as a large portion of Brazil. This study also detected a significant growth in research using multi-objective simulations and optimisation to simultaneously evaluate the parameters involved in the association of PCMs and building systems.

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Author Biographies

Matheus Menezes Oliveira, Universidade Federal de Viçosa

Possui graduação (2016) e mestrado (2017) em Arquitetura e Urbanismo pela Universidade Federal de Viçosa. Atualmente é doutorando do Programa de Pós Graduação em Arquitetura e Urbanismo da Universidade Federal de Viçosa com pesquisa relacionada à inercia térmica e Materiais de Mudança de Fase. Tem experiência na área de Arquitetura Bioclimática, Comportamento Ambiental do Espaço Construído, Simulação Termoenergética e Conforto Térmico.

Caio de Carvalho Lucarelli, Universidade Federal de Viçosa

Doutorando e bolsista CAPES do Programa de Pós-Graduação em Arquitetura e Urbanismo da Universidade federal de Viçosa, na Linha de Tecnologias e Aspectos Ambientais no Espaço Construído com a pesquisa "Thermal, Luminous, and Ventilation performance of a Solar Control Canopy developed with Generative Processes and Digital Fabrication" (2020-2024). Mestre em Arquitetura e bolsista FAPEMIG do Programa de Pós-Graduação em Arquitetura e Urbanismo da Universidade federal de Viçosa, na Linha de Tecnologias e Aspectos Ambientais no Espaço Construído. Graduado em Arquitetura e Urbanismo pela Universidade Federal de Viçosa (2017), com Graduação Sanduíche em Savannah College of Art and Design, Savannah, Geórgia, pelo programa Ciências sem Fronteiras (2014-2015). Prêmio por mérito acadêmico Arthur Bernardes (UFV) e participação na Deans List em todos os trimestres (SCAD).

Joyce Correna Carlo, Universidade Federal de Viçosa

Possui graduação em Arquitetura e Urbanismo pela Universidade Federal de Minas Gerais (1997) , especialização em Análise Urbana pela Universidade Federal de Minas Gerais (1999) e mestrado (2002) e doutorado (2008) em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Santa Catarina. Tem pós-doutorado pela Universidade Federal de Santa Catarina e é professora do Departamento de Arquitetura e Urbanismo da Universidade Federal de Viçosa desde agosto de 2009. Tem experiência na área de Arquitetura Bioclimática, Eficiência Energética e Simulações Termo-energéticas e de Iluminação, tendo realizado consultorias e projetos arquitetônicos. Ministra disciplinas nas referidas áreas, tanto para graduação quanto para mestrado. Participou da elaboração dos regulamentos de etiquetagem de edifícios do Inmetro. É atualmente especialista em eficiência energética de edificações para acreditação de organismos de inspeção pelo Inmetro e participante da Rede de Eficiência Energética de Edificações e da Secretaria Técnica do PBE Edifica.

Published

2022-05-24

How to Cite

MENEZES OLIVEIRA, Matheus; DE CARVALHO LUCARELLI, Caio; CORRENA CARLO, Joyce. Phase change materials in building systems: an integrative literature review. Ambiente Construído, [S. l.], v. 22, n. 3, p. 67–111, 2022. Disponível em: https://seer.ufrgs.br/index.php/ambienteconstruido/article/view/119817. Acesso em: 28 aug. 2026.

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