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  • 作家相片LJ Chen

NREL研究:基於鈣鈦礦材料的熱致變色窗戶有效降低建築物能源開支和碳排放

美國能源部國家可再生能源實驗室(National Renewable Energy Laboratory, NREL)的研究人員表示,使用基於鈣鈦礦材料的熱致變色窗戶能夠在美國所有氣候區域內調節室內溫度,從而提高辦公大樓的能源效率,並節省大量的能源開支。這種熱致變色窗戶能夠在吸收太陽能的過程中從透明狀態轉換為可見光吸收或反射狀態,以減少暖氣負荷和冷卻負荷。


研究人員對一座12層樓高、窗戶面積占牆面95%的建築進行了建模,以15分鐘為間隔模擬了一年內在夏威夷、亞利桑那、加利福尼亞、科羅拉多、紐約、威斯康星、明尼蘇達和阿拉斯加八個氣候區域內的能源使用情況。他們發現熱致變色的雙層窗戶在每個區域內都提高了建築能源效率,且在寒冷區域節省的能源更多;在最熱的氣候區域中,熱致變色的雙層窗戶甚至比三層窗戶表現更出色。



研究人員指出,在寒冷的氣候區域中,三層窗戶提供的節能效果比熱致變色的雙層窗戶更大,但是將熱致變色薄膜添加到雙層窗戶上以形成三層窗戶,可以提供與最高效的雙層窗戶相比最多的年度節能效果。

研究人員的研究模型是一棟12層樓、窗戶面積佔牆面的95%的建築物。他們在全美國8個氣候區域中,包括夏威夷、亞利桑那、加利福尼亞、科羅拉多、紐約、威斯康星、明尼蘇達和阿拉斯加,以15分鐘為間隔模擬了一年中建築物的能源使用情況,研究結果如下:

  • 在每個氣候區域中,使用熱色變雙層窗比使用普通雙層窗提高了建築物的能源效率。

  • 在較冷的區域,節能效果更顯著。

  • 在最炎熱的氣候區域,熱色變雙層窗的效果甚至超過了三層窗戶。

研究人員指出,在較冷的氣候中,三層窗戶的節能效果比熱色變雙層窗更佳,但是添加熱色變薄膜以創建三層窗戶可以實現最大的年度能源節省,比最高效的雙層窗戶更具節能效益。

熱色變窗戶是根據溫度變化觸發的,研究人員計算出理想的轉換溫度在攝氏20至27.5度(華氏68至81.5度)的範圍內。


參考資料:




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