在部分發(fā)達(dá)國(guó)家,建筑物的能源消耗幾乎占總能源消耗的40%,其中,采暖和空調(diào)(HVAC)系統(tǒng)占了建筑能耗的一半。研究表明,大部分建筑能源通過(guò)玻璃幕墻和窗戶耗散[3]。為了避免建筑內(nèi)部空間能量耗散,以低輻射玻璃(Low-E glass)為代表的節(jié)能窗備受關(guān)注。
低輻射玻璃或許對(duì)大眾而言還是一個(gè)比較新鮮的詞匯,但在建筑應(yīng)用中,低輻射玻璃的使用可以達(dá)到“冬暖夏涼”效果,具有較佳的隔熱、保溫性能效果。
常見(jiàn)的低輻射玻璃主要通過(guò)濺射技術(shù)在玻璃表面沉積金屬銀制備。在部分降低玻璃可見(jiàn)光透過(guò)率(約降低至75%~80%)的情況下,其表面金屬銀鍍層能大大提高其中紅外反射率(10μm 波長(zhǎng)反射率約60%),并降低其輻射率,從而實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外能量交換隔絕。
在低輻射材料的研發(fā)過(guò)程中,紅外光譜分析能有效幫助研究人員測(cè)試、分析材料光學(xué)性能,并指導(dǎo)材料優(yōu)化方向。近日,清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種基于一維金屬銀納米線的新型低輻射玻璃。借助布魯克VERTEX 70v傅立葉紅外光譜儀,研究人員發(fā)現(xiàn)這種銀納米線低輻射玻璃具有高于傳統(tǒng)低輻射玻璃的可見(jiàn)光透過(guò)率(圖1.a),和較高的中紅外反射率(10μm 波長(zhǎng)反射率約60%,圖1.b)。在進(jìn)一步優(yōu)化和調(diào)控后,這種基于銀納米線的低輻射玻璃可以使建筑窗戶在冬季向外輻射降低約30%(圖2)。
布魯克VERTEX 70v傅立葉紅外光譜儀
[1] T. E. Johnson, ButterworthArchitecture, Boston (1991).
[2] S.M. A. Durrani, E. E. Khawaja, A. M. Al-Shikri, M. F. Al-kuhaili, Energ.Buildings 36 (2004) 891-898.
[3] S. Hoffmann, E. S. Lee, C. Clavero,Sol. Energ. Mat. Sol. C. 123 (2014) 65-80.
[4] S.Lin, H. Y. Wang, X. N. Zhang, et al. Nano Energy 62 (2019) 111-116.
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