[实用新型]一种节能清风窗

说明书

技术领域

本实用新型涉及到节能领域，特别涉及一种节能清风窗。 

背景技术

许多大型巴士、城市轨道或高铁车厢的窗户都是全封闭的，甚至一些大楼办公室也是制成密封的。窗户封闭的原因各有不同，高铁、巴士高速行车时为防止乘客在车辆行驶中将头、手伸出车外造成伤害，保证安全，长途行车又可防止开窗偷盗，并且行车管理方便；高层办公楼为防止落物和人员危险而设计制造的。由于车厢和办公楼窗户的封闭，为保证其中人员能适宜地工作生活，必须安装大功率的空调及通风设备，这些设备价格昂贵，能耗巨大，尤其车厢和办公楼的窗户使用单层普通玻璃，保温效果不良，造成能源巨大浪费。 

据统计，住宅建筑的围护能耗约占空调能耗65%—75%，而窗户能耗约占冷暖空调能耗的40%左右。相比墙体，窗有较高的传热系数，对能耗有较大的影响。在夏季太阳辐射透过玻璃窗入室，增加制冷空调能耗。在没有遮阳措施的建筑条件下，太阳辐射造成的门窗能耗占建筑能耗的50%左右。在冬天，因传统的窗体构造无法合理储蓄用能，加之人们生活中必需的门窗开闭，导致能量外逸。一般来说，住宅窗户高传热系数导致的能耗约占窗户能耗的45—50%，而太阳辐射对能耗的影响约占30%，其余20—25%是由门窗启闭和泄漏导致的。 

一些写字楼的玻璃幕墙或巴士窗户贴有防辐射膜或直接使用防辐low-E玻璃等措施。但这些材料在夏天可以抵御太阳的辐射，保持房屋内的适宜温度,降低空调机的耗电。但在冬天也同时阻挡了太阳的热量，不能充分利用太阳的热能，使得空调机仍然消耗较多的电力。所以这些节能材料并不是特别的理想。目前对于密封的车厢房屋，人们更关心的是如何保持内部的空气新鲜。长时间密封的空调大巴，空气浑浊，乘客越来越关心车内空气是否被污染,又要空气新鲜又要保持大巴内温度，通风与节能始终是人们在该设计领域难以解决的矛盾。 

科学家发现二氧化钒有一种神奇的效果:二氧化钒具有导体-绝缘体转变特性,是一种热致变色材料,它可随环境温度变化而自主调节红外光波透射率,在常温下它有两种晶相结构。二氧化钒材料在相对低的温度下作为绝缘体时，呈现为单斜晶相结构，可透过红外光，在较高温时，转变成导体体，呈现四方晶系结构，可以阻碍2500K-3000K的红外光透过，而另一种晶相结构则相反，可透过红外光。两种晶相结构可随温度的改变而相互转换，纯二氧化钒的相变温度为68℃。相变前后二氧化钒光学性能有较大的变化,低温态时相变前对红外线透过率大;相变后高温态时红外线透过率小。就是说这种材料在68℃以上阻碍红外光，在68℃以下透过红外光，利用这一特点,在聚丙希薄膜基体上沉积二氧化钒薄膜,可实现对汽车、建筑物、航天器等室内温度的自动调节,从而达到对太阳光能智能化利用。人体较适宜的温度在室温25℃,为了使它适宜自动地为人们服务,其相变温度必须调控降低至室温附近，现在人们已经找到了降低相变温度的方法，掺杂高价导体离子如W⁶⁺,Nb⁵⁺和Mo⁵⁺可降低相变温度,其中钨掺杂对于相变温度的降低效率最好，通过控制合适的掺杂比例，VO₂的相变度可以降到室温。根据硅酸盐研究所研究报告：二氧化钒粉体，掺入钨盐，可使二氧化钒的导体半导体相变温度可通过掺钨降低至室温25℃或更低。相变后,红外线几乎全部被吸收;在可见光区,透过率几乎不随温度发生变化;而在红外光区,其光学性质发生很大变化,低于相变温度,红外光可以高度透过,而高于相变温度,材料可阻隔红外光透过。因此,二氧化钒是一种智能控温的理想材料。 

通常在应用于节能领域,需要制备二氧化钒的薄膜或者涂层。薄膜的制备方法一般有两类,一类是基于气相蒸镀的方法,如溅射、脉冲激光外延、空气压化学气相沉积等，溅射包括磁控溅射、反应溅射、离子辅助溅射等,靶材可以是导体钒、VO₂或者钒的其他氧化物,依据原料不同沉积条件如基板温度、气氛等不同。另一类是基于化学溶液处理的方法,即采用调制钒的前驱物溶液,然后化学镀膜。(旋涂法或提拉法),最后加热结晶来制备VO₂薄膜。化学气相沉积(CVD)也是一种气相沉积方法，但原料的选择有一定的限制。最近,大气CVD沉积法制备VO₂的研究很受注目,主要优势在于原料易得便宜、不需要真空装置、沉积速度快和易于与现存的浮法玻璃生产工艺相结合等。化学溶液法由于采用钒的可溶盐溶液,原料便宜、制备工艺参数较少、可以实现大面积制备而成为产业化首选的制备方法，是目前为止在报道中最常见到的VO₂薄膜的制备方法。