夏冷冬暖還節(jié)能

新型智能窗可實(shí)現(xiàn)雙波段自調(diào)控

新華日報(bào) 2022年4月20日 第13版

本報(bào)訊 （謝詩涵 朱琳） 能實(shí)現(xiàn)夏冷冬暖、可雙波段自調(diào)控的智能窗，你見過嗎？日前，南京工業(yè)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院蔣騰耀副教授與新加坡南洋理工大學(xué)、美國懷俄明大學(xué)等合作團(tuán)隊(duì)，首次提出同時(shí)調(diào)控太陽光和長波紅外線兩個(gè)波段的理想智能窗戶模型。相比市售低輻射節(jié)能玻璃，這款智能窗可實(shí)現(xiàn)雙波段自響應(yīng)調(diào)控，每平方米玻璃最高可達(dá)324.6兆焦的制冷/制熱節(jié)能效果，這一創(chuàng)新成果日前發(fā)表于國際頂級期刊《科學(xué)》上。

“我國建筑能源使用占總能源使用的20%以上，其中采暖、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)約消耗建筑物中一半的能量，因此，減少建筑能耗已成為節(jié)能最有效且最實(shí)用的解決方案之一?！笔Y騰耀介紹，傳統(tǒng)的智能窗戶研究只是單一調(diào)控太陽光一個(gè)波段，研究團(tuán)隊(duì)通過同時(shí)調(diào)控太陽光（主要包括近紅外光和可見光）的透過率和長波紅外線的發(fā)射率發(fā)現(xiàn)，太陽光和長波紅外光均可對建筑能耗起到不同程度的影響。“研究結(jié)果表明，在夏季，低太陽光透過率能夠減少由陽光引起的室內(nèi)升溫；同時(shí)具有高長波紅外發(fā)射率，以促進(jìn)輻射制冷。在冬季，窗戶應(yīng)具有高近紅外透過率和低長波紅外發(fā)射率以促進(jìn)陽光透射和減小經(jīng)由窗戶的熱損失?！睋?jù)此，團(tuán)隊(duì)首次提出把長波紅外線用在節(jié)能窗戶上，提出了同時(shí)調(diào)控太陽光和長波紅外線兩個(gè)波段的理想智能窗戶模型。

為了實(shí)現(xiàn)對兩個(gè)波段的自調(diào)控，使太陽光和長波紅外光自動發(fā)揮最大節(jié)能效果，研究團(tuán)隊(duì)基于此模型設(shè)計(jì)并制備了一款雙波段調(diào)控自響應(yīng)智能窗?！拔覀儾捎萌芤汗に囋诓Ａ戏謩e涂覆熱響應(yīng)鎢摻雜二氧化釩納米顆粒、聚甲基丙烯酸甲酯以及氧化銦錫涂層，構(gòu)成了一個(gè)法布里-珀羅諧振器?！笔Y騰耀介紹，該諧振器能夠?qū)ν饨鐪囟刃纬勺皂憫?yīng)，適應(yīng)外界氣溫的變化，并實(shí)現(xiàn)同時(shí)調(diào)節(jié)太陽光（主要包括近紅外光和可見光）和長波紅外線兩個(gè)波段光譜。值得一提的是，該溫度響應(yīng)結(jié)構(gòu)屬學(xué)界首創(chuàng)。

建筑節(jié)能模擬實(shí)驗(yàn)顯示，此款智能窗顯示出比市售低輻射節(jié)能玻璃更優(yōu)異的節(jié)能效果。這項(xiàng)研究成果為智能節(jié)能建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)尤其是節(jié)能玻璃的發(fā)展提供了新的思路，同時(shí)也為全球節(jié)能減碳事業(yè)貢獻(xiàn)了獨(dú)特解決方案。未來，研究團(tuán)隊(duì)還將繼續(xù)探索制備工藝放大研究及材料的耐候性、使用壽命等問題，為工業(yè)化應(yīng)用提供技術(shù)支撐。