通过自然光触发的可变形阴影和色素协同作用实现自发太阳调节的智能窗
Si-Zhe Sheng1,2, Zhi-Yu Xian3, Wen-Shuo Zhang4
1Shenzhen Key Laboratory of Sustainable Biomimetic Materials, Guangdong Provincial Key Laboratory of Sustainable Biomimetic Materials and Green Energy, Department of Materials Science and Engineering, Department of Chemistry, Institute of Major Scientific Facilities for New Materials, Institute of Innovative Materials, Guangming Advanced Research Institute, Southern University of Science and Technology, Shenzhen, 518055, China.
新的智能窗使用光敏纳米线和执行器来控制室内温度. 这些柔性窗在强烈的光线下阻阳光,在低光线下允许阳光照射,提高舒适度和能源效率.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 可持续建筑技术 可持续建筑技术
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 智能窗户为热管理提供可调节的透明度,但由于固态染色材料的特性,会遭受过度冷却和不稳定.
- 现有的智能窗户技术往往需要昂贵的窗户更换,并与精确的太阳能调制作斗争.
研究的目的:
- 开发灵活的智能窗,使用响应刺激的色素纳米线和光热执行器来改进太阳能调制和温度控制.
- 展示一种新的方法来提高建筑物的室内舒适度和能源效率,而不需要更换现有的窗户.
主要方法:
- 基于细菌纤维素和聚乙烯的差异热膨胀的光热执行器的刺激响应色素纳米线 (热色或光色) 的集成.
- 制造宏观变形智能窗,在应对不同强度的光线时表现出可逆的卷曲和解卷行为.
- 太阳辐射调节的特征,降温能力,以及非状态太阳能传导率.
主要成果:
- 智能窗通过调节太阳辐射来实现超过6.0°C的温度降低,热色版本降低62.3%,光色版本降低79.1%.
- 在关闭状态 (低光),窗允许92.0%的太阳辐射传输,促进被动加热.
- 智能窗表现出依赖光强度的变形 (卷曲/解卷),用于动态太阳能调制.
结论:
- 开发的智能窗为动态太阳能调制和室内温度调节提供了可行和有效的解决方案.
- 这项技术代表了可持续建筑设计的重大进步,提供了节能和提高乘客舒适度.
- 这些智能窗的直接安装能力绕过了更换窗户的需要,简化了现有结构中的实施.
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