新型智慧窗可實現雙波段自調控

　　能實現夏冷冬暖、可雙波段自調控的智慧窗，你見過嗎？日前，南京工業大學環境科學與工程學院蔣騰耀副教授與新加坡南洋理工大學、美國懷俄明大學等合作團隊，首次提出同時調控太陽光和長波紅外線兩個波段的理想智慧窗戶模型。相比市售低輻射節能玻璃，這款智慧窗可實現雙波段自響應調控，每平方米玻璃最高可達324.6兆焦的製冷/制熱節能效果，這一創新成果日前發表于國際頂級期刊《科學》上。

　　“我國建築能源使用佔總能源使用的20%以上，其中採暖、通風和空調系統約消耗建築物中一半的能量，因此，減少建築能耗已成為節能最有效且最實用的解決方案之一。”蔣騰耀介紹，傳統的智慧窗戶研究只是單一調控太陽光一個波段，研究團隊通過同時調控太陽光（主要包括近紅外光和可見光）的透過率和長波紅外線的發射率發現，太陽光和長波紅外光均可對建築能耗起到不同程度的影響。“研究結果表明，在夏季，低太陽光透過率能夠減少由陽光引起的室內升溫；同時具有高長波紅外發射率，以促進輻射製冷。在冬季，窗戶應具有高近紅外透過率和低長波紅外發射率以促進陽光透射和減小經由窗戶的熱損失。”據此，團隊首次提出把長波紅外線用在節能窗戶上，提出了同時調控太陽光和長波紅外線兩個波段的理想智慧窗戶模型。

　　為了實現對兩個波段的自調控，使太陽光和長波紅外光自動發揮最大節能效果，研究團隊基於此模型設計並製備了一款雙波段調控自響應智慧窗。“我們採用溶液工藝在玻璃上分別涂覆熱響應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，構成了一個法布裏-珀羅諧振器。”蔣騰耀介紹，該諧振器能夠對外界溫度形成自響應，適應外界氣溫的變化，並實現同時調節太陽光（主要包括近紅外光和可見光）和長波紅外線兩個波段光譜。值得一提的是，該溫度響應結構屬學界首創。

　　建築節能模擬實驗顯示，此款智慧窗顯示出比市售低輻射節能玻璃更優異的節能效果。這項研究成果為智慧節能建築圍護結構尤其是節能玻璃的發展提供了新的思路，同時也為全球節能減碳事業貢獻了獨特解決方案。未來，研究團隊還將繼續探索製備工藝放大研究及材料的耐候性、使用壽命等問題，為工業化應用提供技術支撐。