作者:吴玺等 来源:《中国科学》 发布时间:2012-7-31 13:53:40
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智能玻璃能耗模拟及节能分析研究获进展
 
当你在房间里享受透过玻璃窗洒落的阳光时,有没有想过玻璃窗造成的能耗有多大?日前,苏州大学物理科学与技术学院的博士吴玺等人对白玻璃、低辐射玻璃(Low-E玻璃)、二氧化钒(VO2)热色智能玻璃等5种玻璃构件在我国5个典型城市的全年空调采暖及制冷能耗进行了计算分析。相关结果发表在《中国科学·技术科学》2012年第7期上。
 
吴玺等人研究发现,相对于白玻璃和Low-E玻璃,热色智能玻璃在空调制冷阶段有着较为显著的节能效果。特别是在温和地区,热色智能玻璃最多可比白玻璃节能84.7%,比Low-E玻璃节能83.6%。但在空调采暖阶段,使用智能玻璃时,能耗却比白玻璃和Low-E玻璃大很多。
 
智能玻璃可依据环境温度、日照强度等因素的变化,使沉积在玻璃上的纳米薄膜光学性质发生改变,从而实现对太阳能辐射的调节,达到建筑节能的目的。
 
吴玺介绍说,薄膜光学性质的改变统称为变色,可分为电致变色(电色)、气致变色(气色)、光致变色(光色)以及热致变色(热色)4种类型,智能玻璃也分成相应的4种类型。“由于热色玻璃的性能变化无须耗费额外的能源或气体,因此较之其他智能玻璃更适合在建筑上广泛使用。”
 
通过一系列工作,吴玺发现现有的热色智能玻璃存在一些缺陷,比如:智能玻璃的总换热系数较大,导致由室内外温差引起的传热也较大,这是冬季制热能耗较高的原因之一;智能玻璃相变温度太高,全年几乎都处于冷态(相变温度之下),没有体现出智能玻璃随外界环境变化而调节光学属性的特性等。
 
那么,理想的智能玻璃是什么样的呢?“VO2薄膜是热色智能玻璃的一个重要发展方向。”经过建筑能耗的模拟研究,吴玺发现,发射率为0(即完全反射)、相变温度为10℃的理想智能玻璃节能效果最好。
 
但吴玺表示,至今有关VO2薄膜实际制备的报道中,相变温度没有能降到20℃以下的。“目前,相对比较适合建筑上广泛应用的热色智能玻璃还处于实验研究阶段。”吴玺说。(来源:中国科学报 陆琦)
 
 
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