屋顶和窗户的温度自适应被动辐射冷却技术

两项新研究表明，当天气寒冷时，使用被动辐射冷却技术的玻璃窗户和屋顶涂层来保持建筑物的凉爽可被设计为被动关闭辐射冷却以避免热量流失。他们的概念验证分析表明，被动辐射冷却技术可以扩展到温暖和寒冷气候的地区和应用，并有潜能在全球范围内提供全季节节能。建筑物消耗了全球大约40%的能源，其中很大一部分用于在温暖的气候下保持建筑物的凉爽。然而，大多数的温度调节系统不是非常节能并且需要外部电源或资源。相比之下，利用外层空间近乎无限的天然散热器的被动辐射冷却技术已被广泛研究作为建筑物节能冷却的一种方法。该技术使用通过红外大气窗口选择性发射窄带辐射的材料，将热能分散到寒冷的太空中。然而，虽然这种方法已被证明可以有效地将建筑物冷却到环境温度以下，但它仅在温暖的月份或长期炎热的地区有用。此外，在较冷的气候或季节性温度变化较大的地区无法“关闭”被动冷却导致在较冷时期持续冷却，这将加剧供暖的能源成本。在Shancheng Wang和Kechao Tang及他们的同事进行的两项不同的研究中，研究人员从全季节的角度处理被动辐射冷却技术，并提出了一种新的、可扩展的温度自适应辐射技术，该技术可在较低温度下被动关闭辐射冷却功能。Wang等人和Tang等人使用掺钨的二氧化钒实现这一点，并展示如何将它分别用于制造玻璃窗户和柔性屋顶涂层。自适应材料的模型模拟表明，它们可以在大多数气候带中实现全年节能，尤其是那些季节性温度变化很大的气候带。