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用于能量转换的薄膜技术
2022年10月09日    新闻来源:中国建材网 cnprofit.com    |  投稿

玻璃外墙是现代建筑的特征。虽然太阳辐射在冬季起到供暖作用,但建筑内部在夏季会升温,需要主动冷却。智能窗可以根据天气状况调节太阳辐射鈥攁 节能时代的前瞻性解决方案中国建材网cnprofit.com。弗劳恩霍夫FEP目前已成功地在超薄玻璃上采用卷对卷工艺生产出世界上第一层热致变色层。这些结果将使机械百叶窗在未来变得多余,同时降低建筑物的冷却和加热能量需求。

办公楼、公共建筑和新建筑的建筑特点主要是大的朝南窗户和玻璃外墙。虽然太阳辐射在冬季起到供暖作用,但建筑内部在夏季会升温,需要主动冷却。例如,使用百叶窗遮蔽会降低舒适度,并且不会影响冬季建筑的热量输入。特别是考虑到即将到来的秋冬季节,以及当前政府对节能和能源危机的要求,智能窗在这里提供了一个极具吸引力的解决方案。这种窗户可以根据天气情况调节太阳辐射的热量输入。


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热致变色和电致变色涂层的涂层技术

弗劳恩霍夫FEP正在研究表面涂层,它可以在这里做出重大贡献,并减少通过窗户玻璃进入建筑物的热辐射。我们的研究人员正在与项目合作伙伴合作,例如,在欧盟项目“Switch2Save”中,使用电致变色(通过施加电压来切换能量传输)和热致变色(由于超过/低于温度来切换能量传递)效应的活性智能涂层系统。这种电致变色膜可用于隔热玻璃,而不仅仅用于新建筑。现有建筑的改造也是可能的,也是最近启动的“FLEX-G4.0”项目的主题

目前,一些被动技术,如SolarControl系统和低辐射涂层(低发射率)已经在市场上上市。然而,在铝箔或玻璃上产生的这些薄涂层只会导致能量透射率的永久调整。因此,它们只能在一种环境下工作,例如,防止夏季的热辐射。然而,在冬天,这是以同样的方式被挡在外面的。此外,他们还在制造过程中使用昂贵的资源,如银。因此,弗劳恩霍夫的研究人员正致力于优化这些特性并替换这些稀缺材料。

采用所有技术鈥攚无源(低E;SolarControl)还是有源(电致变色;热致变色)鈥攖他面临的挑战是要掌握同时有效的不同性质之间的平衡作用:与较大的能量透射率相比,不同波长范围内的光学印象和光学有效性是否发挥了更大的作用,或者可以忽略不计。同样,还必须考虑热致变色涂层的切换温度范围以及制造成本。

为了找到通用的新解决方案,弗劳恩霍夫FEP的研究人员目前正在开发超薄玻璃上热致变色元素的涂层技术。厚度约为100的基材碌m对处理和扩展到更大的区域提出了很高的要求,到目前为止已证明非常困难。同时,使用聚合物薄膜作为替代基底,这可能有助于处理,如果不做进一步的努力,是不可行的。其原因是制造过程中的高温。

世界上第一个采用卷对卷工艺的薄玻璃热变色涂层

2022年初,弗劳恩霍夫FEP的研究人员利用高效的卷对卷技术,在超薄玻璃上成功地生产出世界上第一层基于二氧化钒的热致变色层。Fraunhofer FEP小组组长Cindy Steiner博士,很高兴:“因此,我们在使用我们的逐卷设备将该技术从实验室规模扩大到中试规模方面迈出了重要一步!当超过某一温度时,热致变色涂层会改变其在红外范围内的传输。在可见范围内的传输保持不变。因此,用户不会注意到窗口中的任何光学变化,也不会限制光系数舒适或能见度。这有效地阻止了夏季的热辐射,减少了对空调的需求。在冬季,太阳的热辐射可以通过,从而节省了供暖能耗。”

开关温度约为20掳C、 这意味着当温度上升到20度以上时,附着在建筑物上的热致变色薄玻璃在透射和反射状态之间切换掳C、 施泰纳博士补充道:“这种转换温度可以根据气候要求通过分层系统的组成、过程控制和结构进行调整。”。

在下一步中,该技术将扩大规模并推向市场成熟。研究主题特别是衬底处理的优化、长期稳定性和所需开关温度的调整。

这里介绍的技术组合使机械百叶窗在未来变得多余,可以将建筑物的冷却和加热能源需求减少10到60%,在极端情况下,最多可减少60%。

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