這座“高原生態節能建筑”建在西藏自治區定日縣扎西宗鄉拉隆村,示范戶的主人玉珍老人一家在2009年取暖季到來之前搬進了新居。
打開通風窗,被動式陽光間的熱量可以傳入相鄰的房間,關閉通風窗,它又可以起到隔熱和保溫的作用。除了被動式陽光間以外,房屋南向還有一個空氣集熱器和兩個卵石蓄熱太陽能炕,臥室頂上的大面積相變蓄熱天窗,則改善了建筑深處的采兼。
有數據顯示,全球建筑能耗的近一半是從不保溫的玻璃窗戶“溜走”的。如果這些玻璃窗戶夏天能遮擋熾熱的陽光,冬天又能讓溫暖的陽光灑滿房間,那將節省許多空調使用能耗,減少建筑供暖造成的環境污染,大大提高生活環境的舒適度。
2009年11月,2009中國國際工業博覽會上,中科院上海硅酸鹽研究所展出了我國首次成功開發的大面積制備基于二氧化釩薄膜的智能溫控節能窗的化學新方法,引起廣泛關注。據悉,其性能達到國際最高水平,已申請4項發明專利。
先來做一項實驗,兩個模型小屋窗戶分別安裝上鍍膜玻璃和普通玻璃,用大功率紅外燈泡加熱后,“室溫”可相差8℃。反之,當室外溫度降至20℃以下,鍍膜玻璃又會為陽光讓道,給室內增溫。
調控溫度的奧秘在相變材料二氧化釩,構成二氧化釩的內部晶體能根據外界溫度的變化,夏天呈現金屬態,將陽光中一半以上的紅外線(熱量的主要來源)阻隔在外;冬天變成半導體,讓陽光盡情照射進屋。此外,還可以根據不同地區的氣候條件,設定是向增暖還是向偏冷調控的“度”,這使鍍膜玻璃成為善解人意的智能化節能玻璃。
據了解,節能玻璃鍍膜材料的發展經歷了被動、主動和智能控溫等幾個階段。 主動控溫節能玻璃的主要實現方式有電致變色(電敏)、氣致變色(氣敏)以及光致變色(光敏)等。這些節能玻璃主要依靠沉積在玻璃上的薄膜,在光或電的激發下使薄膜的光學性質發生改變,從而實現對太陽能輻照的調節,但由于技術、成本方面的原因,目前都無法應用于建筑節能。
與此不同,基于溫控變色原理的智能窗具有結構簡單,利用自然即可自動調溫,應用前景廣泛等特點,是下一代智能窗的首選。但國際上還在研發階段,尚無成熟產品問世。
記者了解到上海硅酸鹽所計劃再用3年時間達成產業化目標,目前研發工作雖然只進行了不足3年,卻已取得令人矚目的成就,不僅鍍膜玻璃性能達到設計要求,而且每平方米成本僅較普通玻璃增加10多元,玻璃顏色還可依設計要求而定。
新年過后,上海硅酸鹽所的研發將進入中試,鍍膜玻璃尺寸有望從目前的A4紙大小放大到普通窗戶大小,擁有我國自主知識產權的智能溫控玻璃也有望大規模應用于建筑節能。
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