南京工业大学研究生，南京工业大学研究生院
一项来自南工大的科研成果
登上了国际顶级期刊《科学》
生活中最常见的窗户
也可以变得智能化
自主调控屋内冷暖的同时
还有着优异的节能效果
快和小北一起看看这项技术创新
日前，南京工业大学环境科学与工程学院蒋腾耀副教授与新加坡南洋理工大学、美国怀俄明大学等合作团队，首次提出同时调控太阳光和长波红外线两个波段的理想智能窗户模型，实现双波段自响应调控，达到更优异的建筑节能效果。这一创新成果发表于国际顶级期刊《科学》上，南洋理工大学博士后王善成博士与南工大蒋腾耀副教授为论文共同第一作者。
建筑领域的碳减排是实现我国“双碳”战略目标的先决条件与重要措施。
“我国建筑能源使用占总能源使用的20%以上，其中采暖、通风和空调系统约消耗建筑物中一半的能量，因此，减少建筑能耗已成为节能最有效且最实用的解决方案之一。”
据 蒋腾耀介绍， 传统的智能窗户研究只是单一调控太阳光一个波段， 研究团队通过同时调控太阳光（主要包括近红外光和可见光）的透过率和长波红外线的发射率发现，太阳光和长波红外光均可对建筑能耗起到不同程度的影响。
“研究结果表明，在夏季，低太阳光透过率能够减少由阳光引起的室内升温； 同时具有高长波红外发射率，以促进辐射制冷。 在冬季，窗户应具有高近红外透过率和低长波红外发射率以促进阳光透射和减小经由窗户的热损失。 ”蒋腾耀如此说道。
据此，团队首次提出把长波红外线用在节能窗户上，提出了同时调控太阳光和长波红外线两个波段的理想智能窗户模型。
为了实现对两个波段的自调控，使太阳光和长波红外光自动发挥最大节能效果，基于此模型，研究团队设计并制备了一款双波段调控自响应智能窗。
“我们采用溶液工艺在玻璃上分别涂覆热响应钨掺杂二氧化钒纳米颗粒、聚甲基丙烯酸甲酯以及氧化铟锡涂层，构成了一个法布里-珀罗谐振器。”蒋腾耀表示，该谐振器能够对外界温度形成自响应，适应外界气温的变化，并实现同时调节太阳光（主要包括近红外光和可见光）和长波红外线两个波段光谱。该温度响应结构属学界首创。
建筑节能模拟实验显示，该智能窗显示出比市售低辐射节能玻璃更优异的节能效果，每平米玻璃最高达324.6兆焦的制冷/制热节能效果。
这项研究成果为智能节能建筑围护结构尤其是节能玻璃的发展提供了新的思路，同时也为全球的节能减碳事业贡献了独特的解决方案。后期，研究团队还将继续探索制备工艺放大研究及材料的耐候性、使用寿命等问题，为工业化应用提供技术支撑。
素材来源 | 南京工业大学
编辑 | 高媛
发布 | 徐雅莹、吴小荣
审核 | 王馨
南京工业大学研究生(南京工业大学研究生院)