冬保温夏遮阳 智能玻璃可“知冷暖”
- 2023-03-10
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如果有一种玻璃窗，冬天保暖夏季遮阳，该多好？近日举行的“节能镀膜玻璃研发与产业化”东方科技论坛传出好消息，上海科学家已经率先研制出一种能看天气识温度，自动调控光热透、反射率的智能玻璃窗，在世界上首次部分实现了科学家们梦寐以求的冬暖夏凉“梦之窗”。未来两年，这种“智能玻璃窗”有望“上岗”，其价格将比地砖还要便宜。
如果有一种玻璃窗，冬天保暖夏季遮阳，该多好？近日举行的“节能镀膜玻璃研发与产业化”东方科技论坛传出好消息，上海科学家已经率先研制出一种能看天气识温度，自动调控光热透、反射率的智能玻璃窗，在世界上首次部分实现了科学家们梦寐以求的冬暖夏凉“梦之窗”。未来两年，这种“智能玻璃窗”有望“上岗”，其价格将比地砖还要便宜。
玻璃窗成节能“短板”
在门窗、墙体、层顶及地面——建筑四大围护部件中，门窗的隔热保温性能最差。就我国目前典型的围护部件而言，门窗的能耗约为墙体的4倍，屋面的5倍，地面的20倍。计算表明，通过窗玻璃的热交换在夏天和冬天分别占到总能量交换的71％和48％，是外围结构中最突出的能耗“集散地”。据估算，若合理利用玻璃节能技术，民用建筑和公共建筑可分别节能约20％和12％。
镀膜让玻璃变“聪明”
从上世纪70年代开始，西方发达国家先后开发了一系列节能镀膜玻璃技术，有的热反射率超过50％，特别适用于热带地区的民用建筑，显著降低夏季空调能耗；有的隔热保温性能高，适用于夏凉冬暖地区。不过，这类节能玻璃无法随环境温度“自知冷暖”，难以适应我国绝大部分冬冷夏热地区对门窗节能的要求。中科院上海硅酸盐研究所研究员、千人计划国家特聘专家金平实博士正和研究团队一起，致力于研制一种热致变色智能窗。只需贴上一层镀膜，不借助任何人工能源，玻璃窗就能“聪明”起来，具体而言，就是可根据环境温度变化，在几乎所有与舒适节能有关的波段上，实现光热的自动调控。
给窗户贴膜花费不多
例如在上海，当气温攀升至30℃左右时，智能窗将自动开启无形的“遮阳开关”，过滤掉30％的近红外太阳光；冬季来临，室内采暖设备的远红外辐射波段，将有70％被反射回室内，而不是顺着窗户偷偷溜走。
目前，研究人员能够用化学和物理两种方法制备这种智能镀膜，将普通玻璃变成热致变色智能窗。其中，化学方法制备的热致变色智能镀膜已经完成中试，待通过相关的稳定性测试后，未来两年即将进入市场。
“届时，市民只需花不多的钱，买回一张智能玻璃贴膜。像给汽车或手机贴膜一样，贴至自家窗户内壁，就能开启一扇扇‘绿色智能窗’——夏天挡去炽烈的阳光，让屋外酷热少来；冬天收回温暖的远红外辐射，让室内热气跑不掉。”金平实说。
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