可切换透光光学木材
冬暖夏凉被动切换
一种基于脱木质素纤维素纳米纤维的多孔光学木材,通过浸渍苯乙醇可在高反射辐射冷却态与高透明日光加热态之间可逆切换,实现单一基材的全季节热管理。
高贺 · 李英 · 谢延军 · 梁大鑫 · 李坚 · 王永贵 · 肖泽芳 · 王海刚 · 甘文涛 · Pattelli, Lorenzo · 徐洪波
Composites Part B: Engineering 2024
具体参数
- 太阳反射率(可见光区)
- {'zh': '94.9', 'en': '94.9'} %
- 宽带红外发射率
- {'zh': '0.93', 'en': '0.93'}
- 太阳透射率
- {'zh': '68.4', 'en': '68.4'} %
- 亚环境降温幅度
- {'zh': '4.5', 'en': '4.5'} °C
- 冷却功率
- {'zh': '81.4', 'en': '81.4'} W m⁻²
- 相对于天然木材的温升
- {'zh': '5.6', 'en': '5.6'} °C
- 加热功率
- {'zh': '229.5', 'en': '229.5'} W m⁻²
技术优势
冬暖夏凉一材两用
同一块木材通过浸渍苯乙醇可逆切换透光性,夏季高反射散热、冬季高透射得热,无需两套不同系统。
降温功率实测81.4 W/m²
OW-I态在夏季可将环境温度降低4.5 °C,净冷却功率达81.4 W m⁻²,由高太阳反射和宽带红外发射共同实现。
加热功率实测229.5 W/m²
OW-II态冬季得热量显著,温度比天然木材高5.6 °C,太阳光透射率68.4%有效捕获阳光。
应用场景
- 节能建筑窗材:作为可切换透光率的窗户,夏季降温、冬季得热,降低建筑能耗。
- 被动式建筑围护结构:集成到建筑围护结构中,无需额外能源即可实现全季节被动热管理。
- 仿生热管理材料:利用木材天然多孔结构实现辐射冷却与光热转换,灵感来自生物体系。
- 智能光学涂层:通过液体浸渍动态调节光学特性,替代传统静态涂层实现智能切换。