[實用新型]一種節能清風窗

有效

• 申請號: 201220303669.4
• 申請日: 2012-06-26
• 公開（公告）號: CN202850808U
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 顧晏愷
• 申請（專利權）人: 上海市建青實驗學校
• 主分類號: E06B7/02
• 分類號: E06B7/02;E06B3/66;E06B9/52;E06B7/28;B32B17/06
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 馬家駿

技術領域

本實用新型涉及到節能領域，特別涉及一種節能清風窗。?

背景技術

許多大型巴士、城市軌道或高鐵車廂的窗戶都是全封閉的，甚至一些大樓辦公室也是制成密封的。窗戶封閉的原因各有不同，高鐵、巴士高速行車時為防止乘客在車輛行駛中將頭、手伸出車外造成傷害，保證安全，長途行車又可防止開窗偷盜，并且行車管理方便；高層辦公樓為防止落物和人員危險而設計制造的。由于車廂和辦公樓窗戶的封閉，為保證其中人員能適宜地工作生活，必須安裝大功率的空調及通風設備，這些設備價格昂貴，能耗巨大，尤其車廂和辦公樓的窗戶使用單層普通玻璃，保溫效果不良，造成能源巨大浪費。?

據統計，住宅建筑的圍護能耗約占空調能耗65%—75%，而窗戶能耗約占冷暖空調能耗的40%左右。相比墻體，窗有較高的傳熱系數，對能耗有較大的影響。在夏季太陽輻射透過玻璃窗入室，增加制冷空調能耗。在沒有遮陽措施的建筑條件下，太陽輻射造成的門窗能耗占建筑能耗的50%左右。在冬天，因傳統的窗體構造無法合理儲蓄用能，加之人們生活中必需的門窗開閉，導致能量外逸。一般來說，住宅窗戶高傳熱系數導致的能耗約占窗戶能耗的45—50%，而太陽輻射對能耗的影響約占30%，其余20—25%是由門窗啟閉和泄漏導致的。?

一些寫字樓的玻璃幕墻或巴士窗戶貼有防輻射膜或直接使用防輻low-E玻璃等措施。但這些材料在夏天可以抵御太陽的輻射，保持房屋內的適宜溫度,降低空調機的耗電。但在冬天也同時阻擋了太陽的熱量，不能充分利用太陽的熱能，使得空調機仍然消耗較多的電力。所以這些節能材料并不是特別的理想。目前對于密封的車廂房屋，人們更關心的是如何保持內部的空氣新鮮。長時間密封的空調大巴，空氣渾濁，乘客越來越關心車內空氣是否被污染,又要空氣新鮮又要保持大巴內溫度，通風與節能始終是人們在該設計領域難以解決的矛盾。?

科學家發現二氧化釩有一種神奇的效果:二氧化釩具有導體-絕緣體轉變特性,是一種熱致變色材料,它可隨環境溫度變化而自主調節紅外光波透射率,在常溫下它有兩種晶相結構。二氧化釩材料在相對低的溫度下作為絕緣體時，呈現為單斜晶相結構，可透過紅外光，在較高溫時，轉變成導體體，呈現四方晶系結構，可以阻礙2500K-3000K的紅外光透過，而另一種晶相結構則相反，可透過紅外光。兩種晶相結構可隨溫度的改變而相互轉換，純二氧化釩的相變溫度為68℃。相變前后二氧化釩光學性能有較大的變化,低溫態時相變前對紅外線透過率大;相變后高溫態時紅外線透過率小。就是說這種材料在68℃以上阻礙紅外光，在68℃以下透過紅外光，利用這一特點,在聚丙希薄膜基體上沉積二氧化釩薄膜,可實現對汽車、建筑物、航天器等室內溫度的自動調節,從而達到對太陽光能智能化利用。人體較適宜的溫度在室溫25℃,為了使它適宜自動地為人們服務,其相變溫度必須調控降低至室溫附近，現在人們已經找到了降低相變溫度的方法，摻雜高價導體離子如W⁶⁺,Nb⁵⁺和Mo⁵⁺可降低相變溫度,其中鎢摻雜對于相變溫度的降低效率最好，通過控制合適的摻雜比例，VO₂的相變度可以降到室溫。根據硅酸鹽研究所研究報告：二氧化釩粉體，摻入鎢鹽，可使二氧化釩的導體半導體相變溫度可通過摻鎢降低至室溫25℃或更低。相變后,紅外線幾乎全部被吸收;在可見光區,透過率幾乎不隨溫度發生變化;而在紅外光區,其光學性質發生很大變化,低于相變溫度,紅外光可以高度透過,而高于相變溫度,材料可阻隔紅外光透過。因此,二氧化釩是一種智能控溫的理想材料。?

通常在應用于節能領域,需要制備二氧化釩的薄膜或者涂層。薄膜的制備方法一般有兩類,一類是基于氣相蒸鍍的方法,如濺射、脈沖激光外延、空氣壓化學氣相沉積等，濺射包括磁控濺射、反應濺射、離子輔助濺射等,靶材可以是導體釩、VO₂或者釩的其他氧化物,依據原料不同沉積條件如基板溫度、氣氛等不同。另一類是基于化學溶液處理的方法,即采用調制釩的前驅物溶液,然后化學鍍膜。(旋涂法或提拉法),最后加熱結晶來制備VO₂薄膜。化學氣相沉積(CVD)也是一種氣相沉積方法，但原料的選擇有一定的限制。最近,大氣CVD沉積法制備VO₂的研究很受注目,主要優勢在于原料易得便宜、不需要真空裝置、沉積速度快和易于與現存的浮法玻璃生產工藝相結合等。化學溶液法由于采用釩的可溶鹽溶液,原料便宜、制備工藝參數較少、可以實現大面積制備而成為產業化首選的制備方法，是目前為止在報道中最常見到的VO₂薄膜的制備方法。?