窗户是建筑物结构中能效最低的部分。在炎热的季节,窗户导向的太阳能大部分会转化为热量,导致很高的制冷需求,而在冬季,窗户则要承担30%的能量损失。目前研究最多的节能窗主要是发色技术,包括电致变色、光致变色和热致变色。而显色材料的应包括水凝胶和液晶。在这三种材料中,热致变色材料被认为是具有最经济、最合理的刺激和零能量输入特性。然而,由于传统热致变色材料的固有局限性,进一步提高其节能能力是一项巨大挑战。
近日,新加坡南洋理工大学 Yi Long报道了通过将水凝胶衍生的液体捕获到玻璃中,首次研制出具有高储能热响应智能窗(HTEST Smart Window)。
文章要点
1)HTEST智能窗优异的热响应光学特性(90%的透光率和68.1%的太阳光调制),再加上出色的液体比热容量,因而具有出色的节能性能。
2)模拟表明,与普通玻璃相比,HTEST窗可以节省44.6%的采暖、通风和空调(HVAC)能耗。此外,在户外演示中,HTEST智能窗在夏日显示出良好的节能性能。
3)与需要昂贵设备的传统节能玻璃相比,具有热响应性捕液器结构的智能窗提供了易于制造、良好的均匀性和可扩展性的颠覆性策略,以及隔音功能,为设计节能建筑和温室开辟了一条道路。
Zhou et al., Liquid Thermo-Responsive Smart Window Derived from Hydrogel, Joule (2020)
DOI:10.1016/j.joule.2020.09.001
https://doi.org/10.1016/j.joule.2020.09.001