基于triblock聚乙烯的热敏散射水凝:太阳辐射调节的新方法
Dewei Qian1,2,3, Siyu Yang4, Xiaofang Wang5
1Division of Emerging Interdisciplinary Areas, Academy of Interdisciplinary Studies, The Hong Kong University of Science and Technology, Clear Water Bay, Kowloon, Hong Kong.
Polymers
|January 11, 2024
概括
本研究介绍了一种用于智能窗户的新型热敏散射 (TS) 水凝. 这种可适应的玻璃可以全年控制太阳能热量增益系数 (SHGC),以提高建筑物的能效.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 建筑科学 建筑科学
- 可持续能源 可持续能源
背景情况:
- 建筑的能源消耗是一个重大问题,玻璃对能源损失有很大贡献.
- 太阳能热量增益系数 (SHGC) 对于建筑能效至关重要,但传统玻璃具有固定的SHGC,限制了其适应性.
- 目前的建筑材料很难有效地平衡夏季的遮阳和冬季的供暖需求.
研究的目的:
- 为智能窗户应用开发一种具有可调节热敏散射 (TS) 性能的新型水凝.
- 设计一个智能玻璃系统,能够动态调整其太阳能热增益系数 (SHGC).
- 创建一个节能建筑材料,提高热舒适度,降低HVAC能源消耗.
主要方法:
- 使用triblock聚乙烯和烯胺合成一种热敏水凝.
- 将水凝融入玻璃腔中,以创建TS玻璃.
- 基于温度的水凝在透明和原子化状态之间的过渡的表征.
- 在两种状态下测量SHGC,并评估在热循环和紫外线暴露下材料稳定性.
主要成果:
- 合成的水凝表现出温度依赖的透明度,在透明和原子化状态之间进行过渡.
- TS玻璃在透明时显示出高的SHGC (0.682),在原子化时显示出低的SHGC (<0.31).
- TS玻璃的低临界溶液温度 (LCST) 可以从0°C到70°C进行调节,满足各种气候条件.
- 该材料在200个热循环和200个小时的紫外线照射后显示出出色的光热稳定性.
结论:
- 开发的TS玻璃有效地管理太阳能热量增加,减少夏季的冷却负载和冬季的供暖需求.
- 可调节的LCST允许区域定制,优化不同气候的能源性能.
- 这种创新的智能玻璃为节能建筑设计和可持续建筑提供了一个有前途的解决方案.
