研究重点:在Windows防止能量损失



在寻求使建筑更加节能,窗户特别是目前的一大难题。根据能源部,热逃逸,要么或Windows占大约进入用于热能量的30%,建筑降温。研究人员正在开发各种窗口技术的,可以防止能量ESTA的大量流失。

由教授方开发了智能窗口尼古拉斯包括热致变色材料变成霜白的是,当暴露于32℃或更高,:的温度如研究者触摸时与她的手的窗口。信用:研究者的礼貌

“窗户的建筑物的选择对能源消耗有直接的影响,”尼古拉斯方,机械工程教授。 “我们需要阻止太阳辐射的有效途径。”

方是合作开发智能自适应控制和监测系统,用于建筑一个庞大的合作计划的一部分。该研究小组,其中包括来自科技和莱昂格利克斯曼,在bt365手机建筑技术和机械工程教授,香港大学的研究人员,已经-一直承担着推动香港实现宏伟的目标到2025年将碳排放量减少40%。

“我们的理念是在努力适应新的传感器和智能窗,帮助实现能源效率和热舒适性为人们提高建筑物内,”解释芳。

他的贡献是智能材料的发展可以在被放置在窗口上作为膜以阻止从进入热。当表面温度低于32℃时的膜保持透明,但是当它变成乳白色excede 32℃。在外观ESTA变化是由于热致变色微颗粒,其响应于热交换阶段。智能窗的乳状外观可以穿过该窗口,转换到在冷却负载的30%的减少阻碍了对太阳辐射的70%。  

除了ESTA热变色材料方的团队希望能够嵌入窗口与监控阳光传感器,亮度和温度。 “总的来说,我们希望有一个集成的解决方案,以减少对空调系统的负荷,”我解释道。

像方,研究生埃莉斯Strobach正在研究一种材料能显着降低的热量逃逸,要么通过窗户或进入。她已经开发出了高二氧化硅气凝胶那清晰,两个面包之间时放置玻璃,比传统的Windows 50%以上的绝缘和持续时间长达十年的时间。

聚乙烯的视觉性能和热性能可以被调整,以产生膜具有多彩的大范围的热辐射能力。信用:菲菲弗兰克尔

“在过去的两年里,我们已经开发了已经证实的性能,并承诺足以启动一个商业化的材料,” Strobach,是谁在bt365手机的研究实验室设备的博士生说。在ESTA商业化的帮助,Strobach先后创办初创aeroshield材料。  
 
轻于棉花糖,aeroshield的材料包括95%的空气。设备的其余部分是由二氧化硅纳米粒子是大只是一个或两个纳米起来。 ESTA结构块的热损失的所有三种模式:传导,对流和辐射。当气体被困在设备的小空隙内,它可以通过对流不再冲突和传递能量。同时,二氧化硅纳米粒子吸收辐射并重新发射它放回其来自的方向。

“该设备的组成允许一个真正激烈的温度梯度,保持热火,你想让它,无论是热或冷外,”解释Strobach。

也看到了合并aeroshield与窗口bt365手机,包括方力钧的作品正在开发的其他解决方案,并通过研究陈刚,动力工程的卡尔·理查德·索德伯格教授和研究科学家斯韦特兰娜boriskina正在进行技术Strobach可能性。

“建筑的三分之一代表我们的能源使用,所以在很多方面窗户是低挂水果”解读陈。

陈boriskina Strobach随着对材料的第一次迭代此前曾aeroshield其发展太阳能热气凝胶接收机项目。最近,他们已经开发了可在建筑物的窗或外墙捕获热量被用于聚合物或反映,不分肤色。  

这些聚合物部分由彩色玻璃的启发。 “我有一个光学背景,所以我我总是吸引到能源应用的视觉方面,”说boriskina。 “问题是,当你介绍的颜色无论它会影响能源战略正在努力追求你。”

使用聚乙烯的混合和溶剂,陈和boriskina各种纳米粒子以提供额外的颜色。 11拉伸时,材料变成半透明和它的组成变化。以前杂乱无章的改革作为煤炭链平行线,这是在导热好得多。

这些聚合物,而在透明窗口的使用需要进一步的发展,他们也可能会被色彩鲜艳,半透明视窗反射或吸收热量,从而节约能源最终使用。 “该设备是不是透明的玻璃,但它的半透明。它可以在窗户的地方是有用的,你不想阳光直射进入 - 像健身房或教室,“boriskina补充道。

此外boriskina是用于军事应用这些材料。通过由美国资助的一个三年期项目军队,她正在开发轻量级,自定义色和牢不可破的聚合物窗口。这些窗口可以为便携式庇护所和车辆被动温度控制和伪装。

任何这些技术会对能源消费产生有意义的影响,研究人员必须提高可扩展性和可负担性。 “现在这些技术的成本门槛太高 - 我们需要寻找到更经济的和可扩展的版本,补充说:”芳。  

如果研究人员成功开发制造的和负担得起的解决方案,技术自家的窗户可以大大提高建筑效率,并导致建筑能耗世界范围内大幅减少。