熱致變色窗性能評價及完美窗戶之實現(xiàn)路徑探討.pdf

1、發(fā)達國家的建筑能耗占社會一次能源總量的30～40％，我國也已經(jīng)達到20～30％。窗戶是整個建筑圍護結(jié)構(gòu)中能耗最高的部分，約占建筑圍護結(jié)構(gòu)總能耗的40～50％。隨著現(xiàn)代建筑窗墻比越來越大，通過建筑外窗引起的建筑能耗會越來越大，所以，節(jié)能窗逐漸成為建筑節(jié)能研究的重點。單層節(jié)能窗技術(shù)的研究主要包括兩個方向，即調(diào)控近紅外太陽光譜的響應(yīng)性質(zhì)或調(diào)控長波熱發(fā)射性質(zhì)。各種單層節(jié)能窗的節(jié)能特性已經(jīng)得到了廣泛的研究，但它們節(jié)能潛力的極限是多少以及如何通過各

2、種技術(shù)的組合來實現(xiàn)最佳的節(jié)能效果均是值得討論的問題。
　　 提出了冬/夏單層完美窗戶、理想主/被動智能窗、冬/夏理想長波熱輻射窗等幾種理想窗戶模型。冬/夏單層完美窗戶可分別在冬季和夏季實現(xiàn)最大的節(jié)能效果，是單層節(jié)能窗發(fā)展的終極目標(biāo)；理想主/被動智能窗可通過調(diào)節(jié)光譜反射率在最大程度上調(diào)控近紅外光譜透過率；理想長波熱輻射窗可實現(xiàn)最佳的輻射冷卻/保溫效果。能耗指數(shù)定義為各種窗戶室內(nèi)能耗量與單層完美窗戶室內(nèi)能耗量之比值，是評價窗戶節(jié)能性

3、能的指標(biāo)。利用經(jīng)過理論和實驗驗證的能耗模擬軟件BuildingEnergy，計算了各種理想及實際窗戶類型在五個典型氣候城市中的室內(nèi)能耗量，并利用玻璃能效檢測設(shè)備對VO2玻璃的節(jié)能性能進行了對比實驗。研究結(jié)果表明：雖然理想主/被動智能窗可實現(xiàn)冬夏智能節(jié)能的效果，但實際主/被動智能窗太陽光譜透過率的調(diào)節(jié)主要是通過改變吸收而不是反射來實現(xiàn)，其在近紅外反射態(tài)及透射態(tài)下的太陽輻照透過率均低于普通玻璃窗，僅可在夏季實現(xiàn)節(jié)能效果，冬季性能不如普通玻璃

4、窗；實際主動智能窗夏季從褪色態(tài)轉(zhuǎn)變到著色態(tài)的確可減小室內(nèi)制冷能耗，但實際被動智能窗中的單層V02玻璃從半導(dǎo)體態(tài)轉(zhuǎn)變到金屬態(tài)的相變過程中，室內(nèi)得熱量增加，導(dǎo)致此相變過程對夏季節(jié)能無意義：實驗結(jié)果表明，VO2玻璃被動態(tài)下室內(nèi)空氣溫度最高可比普通玻璃低8℃左右，而主動態(tài)下可比普通玻璃窗室內(nèi)節(jié)約39.9％的制冷能耗；雖然理想夏/冬季長波熱輻射窗具有最佳的輻射冷卻/保溫效果，但實際低輻射窗在夏季節(jié)能的主要原因是其太陽光譜的低透過率，長波發(fā)射率影響