高原生态节能建筑拥有“善解人意”的节能窗

    这座“高原生态节能建筑”建在西藏自治区定日县扎西宗乡拉隆村，示范户的主人玉珍老人一家在2009年取暖季到来之前搬进了新居。　　

    打开通风窗，被动式阳光间的热量可以传入相邻的房间，关闭通风窗，它又可以起到隔热和保温的作用。除了被动式阳光间以外，房屋南向还有一个空气集热器和两个卵石蓄热太阳能炕，卧室顶上的大面积相变蓄热天窗，则改善了建筑深处的采兼。

    有数据显示，全球建筑能耗的近一半是从不保温的玻璃窗户“溜走”的。如果这些玻璃窗户夏天能遮挡炽热的阳光，冬天又能让温暖的阳光洒满房间，那将节省许多空调使用能耗，减少建筑供暖造成的环境污染，大大提高生活环境的舒适度。

    2009年11月，2009中国国际工业博览会上，中科院上海硅酸盐研究所展出了我国首次成功开发的大面积制备基于二氧化钒薄膜的智能温控节能窗的化学新方法，引起广泛关注。据悉，其性能达到国际最高水平，已申请4项发明专利。

    先来做一项实验，两个模型小屋窗户分别安装上镀膜玻璃和普通玻璃，用大功率红外灯泡加热后，“室温”可相差8℃。反之，当室外温度降至20℃以下，镀膜玻璃又会为阳光让道，给室内增温。

    调控温度的奥秘在相变材料二氧化钒，构成二氧化钒的内部晶体能根据外界温度的变化，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，让阳光尽情照射进屋。此外，还可以根据不同地区的气候条件，设定是向增暖还是向偏冷调控的“度”，这使镀膜玻璃成为善解人意的智能化节能玻璃。

    据了解，节能玻璃镀膜材料的发展经历了被动、主动和智能控温等几个阶段。 主动控温节能玻璃的主要实现方式有电致变色（电敏）、气致变色（气敏）以及光致变色（光敏）等。这些节能玻璃主要依靠沉积在玻璃上的薄膜，在光或电的激发下使薄膜的光学性质发生改变，从而实现对太阳能辐照的调节，但由于技术、成本方面的原因，目前都无法应用于建筑节能。

    与此不同，基于温控变色原理的智能窗具有结构简单，利用自然即可自动调温，应用前景广泛等特点，是下一代智能窗的首选。但国际上还在研发阶段，尚无成熟产品问世。

    记者了解到上海硅酸盐所计划再用3年时间达成产业化目标，目前研发工作虽然只进行了不足3年，却已取得令人瞩目的成就，不仅镀膜玻璃性能达到设计要求，而且每平方米成本仅较普通玻璃增加10多元，玻璃颜色还可依设计要求而定。

    新年过后，上海硅酸盐所的研发将进入中试，镀膜玻璃尺寸有望从目前的A4纸大小放大到普通窗户大小，拥有我国自主知识产权的智能温控玻璃也有望大规模应用于建筑节能。