不让建筑能耗从窗户溜走

“在建筑节能方面，智能无机温控材料是核心与关键材料，对提高建筑节能水平具有重要的作用。”近日，近40位国内外知名学者在以“智能无机温控材料关键基础科学问题”为主题的第128期东方科技论坛上，围绕智能无机温控材料的关键科学问题，特别是面向应用需要先行解决的关键基础问题，展开学术交流和深入讨论。
　　中科院上海硅酸盐所所长罗宏杰和上海技物所红外物理国家重点实验室主任陆卫担任大会主席。
　　罗宏杰在题为《智能无机温控材料的关键基础问题》的报告中指出，建筑节能是节能减排的重要方面。他介绍说，目前我国建筑单位面积能耗是发达国家的2至3倍，建筑能耗的总量正呈逐年上升趋势，在能源总消费量中所占的比例从上世纪70年代末的10%已上升到近年的27.45%，若情况得不到改善，则10年后将上升至35%左右。在环境保护方面，建筑用能对全国温室气体排放的“贡献率”已达25%。
　　玻璃窗作为建筑与外界进行热能、光能交换的主要通道，对建筑节能起着决定性作用。资料表明，建筑能耗的50%是通过玻璃窗产生的，因此窗口玻璃节能技术是实现建筑节能的关键。我国平板玻璃年产30亿平方米，95%以上是非节能玻璃。据行业测算，今后每年我国需要节能玻璃2.2亿平方米。目前市售的节能玻璃是低发射率玻璃，难以对红外光进行双向调节，节能效果差、市场占有率低，且主要技术依靠引进，产能远不能满足市场需求，急需研发新型的智能节能窗。基于二氧化钒的智能节能技术是下一代节能窗核心。据悉，中科院上海硅酸盐所正尝试通过制备工艺和工具的创新，把二氧化钒镀膜玻璃的尺寸放大到一扇窗户的大小。
　　头顶同一个“人造太阳”、两间比邻而建的小屋，一个燥热、一个凉爽，室内温差高达8℃。在此次论坛上，世界上面积最大（30厘米×40厘米）的二氧化钒镀膜玻璃让与会者亲眼见识了它的降温才华。
　　不过，这只是它非凡的方面之一。当室外温度降至20℃以下，这块略带土黄色的玻璃又会表现出截然相反的另一面——为室内增温。正当大家围着这个“两面派”啧啧称奇时，中科院上海硅酸盐所研究员高彦峰道出了其中的原理。
　　原来，这块冷暖自知的玻璃受控于一个由二氧化钒制成的温控“开关”。作为一种典型的相变材料，构成二氧化钒的内部晶体能根据外界温度的变化，适时调整“站位”——夏天呈现金属态，将阳光中一半以上的红外线（热量的主要来源）阻隔在外；冬天变成半导体，让温暖的阳光尽情照射进来。不可思议的是，拨动“开关”的临界温度可以人为设定。这样一来，研究人员就可根据不同地区的气候条件，设计出真正人性化的智能玻璃。
　　“别看它只是一块不起眼的玻璃，对于节能减排可谓意义重大。要知道，我国一半的建筑能耗都从窗户悄悄溜走了。”罗宏杰指出。
据了解，市场上在售的节能玻璃以低辐射玻璃为主，不仅技术是舶来品、售价高，而且不够“智能”。不少国家都在加紧研究改进，日本产业技术综合研究所研究员金平在《日本智能温控材料研究现状与展望》的报告中介绍，日本的温控智能材料研究在“新阳光计划”的支持下，已持续开展了17年，正逐步进入实用化研究阶段。但迄今为止，世界上尚无一块大型智能温控玻璃面世，“低成本与大面积是它走向应用的最后两道坎”。
在两天的会议中，专家学者还结合我国的实际情况，期望凝聚对智能无机温控材料研究和应用中的关键问题认识，促进我国智能无机温控材料与功能器件的研究和应用水平。