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真正的“冬暖夏凉”!科学家设计出智能屋顶涂层,可实现全年节能

前瞻网 2021-12-20 16:23
产业数据

在夏天时,凉爽屋顶系统可通过反射阳光来为房屋降温。但缺点就在于它们在冬天也会继续辐射热量,从而提高了供暖成本。

近日,加州大学伯克利分校的科学家在《科学》期刊上发表论文,表示开发出了一种四季皆宜的智能屋顶涂层。这种涂层,可以在不消耗天然气或电力的情况下,让房屋保持冬暖夏凉。

研究作者Junqiao Wu说:“新全季屋顶涂料会根据室外空气温度自动从制冷切换到保暖。这种温度自适应辐射涂层(TARC)是第一种通过调节辐射冷却速率自动在炎热天气降温和寒冷天气升温的屋顶涂料,实现这一特性得益于其主要材料—二氧化钒。”

金属通常是电和热的良导体。2017年,研究团队发现,二氧化钒中的电子对电的行为类似于金属,但对热的行为是绝缘体。换言之,它们导电良好,但不导热。

在新研究中,研究团队设计了一个 2 厘米乘 2 厘米的 TARC 薄膜器件,它由三层构成:由银制成的反射底层,由银制成的透明中间层氟化钡,以及包含有序块状二氧化钒“岛”的顶层。

根据研究的测量结果,TARC全年反射大约75%的阳光,但当环境温度较高(超过25℃)时,它的热发射率很高(约90%),促进了热量向天空的流失。在较冷的天气中,TARC的热发射率自动切换到低水平(约20%),有助于保留太阳能吸收和室内取暖带来的热量。

研究人员表示,安装TARC后,普通家庭可节省10%的电力。他们会更大规模地开发TARC,以进一步测试其作为实用屋顶涂料的性能。

该研究论文题为“Temperature-adaptive radiative coating for all-season household thermal regulation”,已发表在《科学》期刊上。

前瞻经济学人APP资讯组

作者:Serena Xu

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责任编辑: 4162SKX

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