建筑能耗占全球总能耗的40%！新型水凝胶玻璃或将带来颠覆性的变革

2022-09-01 15:45:11  信息编号：K223351  浏览次数：199

当节能成为全球要追逐的目标，研究人员不得不把建筑节能纳入研究的范畴，因为建筑能耗占全球总能耗的 40% 以上，其中照明和空间制冷占很大比例。传统的玻璃窗已经使用了几个世纪；但是，它们并不节能。

在夏天，通过窗户透射的近红外阳光会产生不希望的热量，而中红外的高反射限制了建筑物的散热。

这种“温室效应”加剧了制冷能耗。如何通过窗户控制近红外和中红外光以减少冷却消耗，同时保持光线的高可见透明度，仍然是玻璃设计的一个非常具有挑战性的问题。

由刘康教授领导的中国武汉大学的研究人员提出了一种新颖的水凝胶玻璃设计，该设计由一层水凝胶和一层普通玻璃组成。

水凝胶玻璃的结构设计和工作原理。图片来源：贾富等

水凝胶是什么呢？

大家肯定都吃过果冻、凉粉和豆腐，它们都属于水凝胶，其实不止这些，我们平时使用的面膜、隐形眼镜和纸尿裤等，都属于水凝胶的范畴。大多数水凝胶在完全溶胀时含水量超过70%，因此我们常见的水凝胶都是水水嫩嫩、滑滑的状态。

与传统玻璃相比，水凝胶玻璃具有更高的可见光透射率、更强的近红外光阻挡和更高的中红外热发射率。

凭借这些特性，研究人员证明水凝胶玻璃窗可以增强室内照明并降低室内温度。模拟表明，新型窗户可以将全球不同城市的建筑照明和制冷能耗降低2.37 至 10.45 MJ·m -2 ·year -1不等。该工作发表在《光电子学前沿》上。