五种玻璃构件比拼 智能玻璃离完美节能尚远

当你在房间里享受透过玻璃窗洒落的阳光时，有没有想过玻璃窗造成的能耗有多大？日前，苏州大学物理科学与技术学院的博士吴玺等人对白玻璃、低辐射玻璃(Low-E玻璃)、二氧化钒(VO2)热色智能玻璃等5种玻璃构件在我国5个典型城市的全年空调采暖及制冷能耗进行了计算分析。相关结果发表在《中国科学·技术科学》2012年第7期上。
　　
　　吴玺等人研究发现，相对于白玻璃和Low-E玻璃，热色智能玻璃在空调制冷阶段有着较为显著的节能效果。特别是在温和地区，热色智能玻璃最多可比白玻璃节能84.7%，比Low-E玻璃节能83.6%。但在空调采暖阶段，使用智能玻璃时，能耗却比白玻璃和Low-E玻璃大很多。
　　
　　智能玻璃可依据环境温度、日照强度等因素的变化，使沉积在玻璃上的纳米薄膜光学性质发生改变，从而实现对太阳能辐射的调节，达到建筑节能的目的。
　　
　　吴玺介绍说，薄膜光学性质的改变统称为变色，可分为电致变色(电色)、气致变色(气色)、光致变色(光色)以及热致变色(热色)4种类型，智能玻璃也分成相应的4种类型。“由于热色玻璃的性能变化无须耗费额外的能源或气体，因此较之其他智能玻璃更适合在建筑上广泛使用。”
　　
　　通过一系列工作，吴玺发现现有的热色智能玻璃存在一些缺陷，比如：智能玻璃的总换热系数较大，导致由室内外温差引起的传热也较大，这是冬季制热能耗较高的原因之一；智能玻璃相变温度太高，全年几乎都处于冷态(相变温度之下)，没有体现出智能玻璃随外界环境变化而调节光学属性的特性等。
　　
　　那么，理想的智能玻璃是什么样的呢？“VO2薄膜是热色智能玻璃的一个重要发展方向。”经过建筑能耗的模拟研究，吴玺发现，发射率为0(即完全反射)、相变温度为10℃的理想智能玻璃节能效果最好。
　　
　　但吴玺表示，至今有关VO2薄膜实际制备的报道中，相变温度没有能降到20℃以下的。“目前，相对比较适合建筑上广泛应用的热色智能玻璃还处于实验研究阶段。”吴玺说。