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神奇薄膜打造超能智慧窗

2014/01/05 經濟部能源局 點閱人次: 459

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編譯/張心紜
圖片提供/行政院原子能委員會核能研究所

炎炎夏日裡,陽光透過窗戶穿堂入室,
在屋內留下空調來不及驅散的熱力,
想拉上窗簾,卻捨不得窗外的美景與耀眼的金光,
現在,科學家們研發出一種可調節色調的高IQ 玻璃,
從此,你可以隨心所欲地控制射入室內的光和熱,
想要明亮又清涼,或是昏暗卻溫暖,只在彈指之間。

向百葉窗說再見,變色智慧窗更節能

美國加州勞倫斯柏克萊國家實驗室(Lawrence Berkeley NationalLaboratory)由分子及材料科學家組成的研究團隊,近來開發出一種讓智慧窗變得更智慧的技術:藉由嵌入玻璃的奈米晶體薄膜,獨立調節並控制通過窗戶的可見光與因熱能產生的近紅外線光。

科學家們先利用電解液將玻璃窗分成2 層,於其中一層貼上奈米薄膜製造工作電極,工作電極再將此片窗格的電荷傳送至另一層玻璃上的輔助電極,將窗戶變成電化學電池,沒有電流通過時,窗戶保持透明,通電後,薄膜中的奈米粒子會開始阻斷熱能,若再加強通電量,即可進一步將光線隔絕在外。

於是,靠著彈指間的開關輕按,使用者可視情況選擇僅留下自然光、將熱能阻絕在外,以減少空調及燈光的需求,亦可轉換為明亮、全透明模式,或是切到全黑模式,屏蔽所有光和熱。如此一來,窗戶就像貼上深淺不同的隔熱紙般,不論春夏秋冬,皆能在發揮最大省能效益的同時,提供最舒適的居家溫度與照明。

這項讓我們向百葉窗說再見的研發成果刊登在《自然》(Nature)期刊, 並獲得了素有科技產業奧斯卡之稱的2013 美國百大科技研發獎(R&D 100 Awards)的肯定。

體感智慧節能窗,未來家居新選擇

在臺灣,行政院原子能委員會核能研究所則利用「體感智慧節能窗」,提供了未來居家智慧化應用整合的模式,於2013 台北國際發明暨技術交易展中,吸引許 多駐足的步履。

運用核研所以環保、無汙染的電漿技術開發而成的節能膜,例如熱滲透性極低(紅外光反射率大於90%)又兼具高透視性(可見光大於70 %) 的低熱輻射 (Low-E)節能隔熱多層膜、最大紅外光阻隔率大於90%的可調穿透率電致變色(通電後變色或變透明)節能膜,並藉由與可撓式薄膜太陽能電池(PV)的聯動達成節能效益最佳化。核研所於展覽中透過節能廊道的形式,以「人」的感受為出發點,呈現出不同型態節能窗居家應用的實質感受。

占整體建築物外殼面積20%(居家)至40%(辦公大樓)的「窗戶」,肩負著採光與通風的重責大任,卻也是建築物外部耗能的元凶,將直接或間接影響空調及 照明用電量的多寡,透過高性能節能膜與窗戶的結合,即可降低室內溫度,並透過節能窗的引入加上和輕量型光電智慧節能系統─薄膜PV 的整合,將可節省居 家空調用電。

從智慧窗、特殊的電致變色窗戶到能對熱及可見光進行整合控制的新智慧玻璃,當窗戶的智能越來越高,打造一個省能又舒適的居家環境也變得輕而易舉。


關鍵字:體感智慧節能窗,美國百大科技研發獎

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