相比市售低輻射節能玻璃，每平米玻璃最高達324.6兆焦的制冷/制熱節能效果！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能窗戶模型，實現雙波段自響應調控，達到更優異的建筑節能效果。這一創新成果發表于國際頂級期刊《科學》上，南洋理工大學博士后王善成博士與南工大蔣騰耀副教授為論文共同第一作者。

理想智能窗戶模型

建筑領域的碳減排是實現我國“雙碳”戰略目標的先決條件與重要措施。“我國建筑能源使用占總能源使用的20%以上，其中采暖、通風和空調系統約消耗建筑物中一半的能量，因此，減少建筑能耗已成為節能最有效且最實用的解決方案之一。”據蔣騰耀介紹，傳統的智能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筑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，以促進輻射制冷。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能窗戶模型。

玻璃復合涂層結構圖

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，基于此模型，研究團隊設計并制備了一款雙波段調控自響應智能窗。“我們采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，構成了一個法布里-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，并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。該溫度響應結構屬學界首創。

與商用low-E玻璃相比，雙波段調控智能窗戶的全球建筑節能圖

建筑節能模擬實驗顯示，該智能窗顯示出比市售低輻射節能玻璃更優異的節能效果，每平米玻璃最高達324.6兆焦的制冷/制熱節能效果。這項研究成果為智能節能建筑圍護結構尤其是節能玻璃的發展提供了新的思路，同時也為全球的節能減碳事業貢獻了獨特的解決方案。后期，研究團隊還將繼續探索制備工藝放大研究及材料的耐候性、使用壽命等問題，為工業化應用提供技術支撐。

通訊員   朱琳

揚子晚報/紫牛新聞記者  楊甜子

校對 李海慧