真正的“冬暖夏涼”！科學家設計出智能屋頂涂層，可實現全年節能

在夏天時，涼爽屋頂系統可通過反射陽光來為房屋降溫。但缺點就在于它們在冬天也會繼續輻射熱量，從而提高了供暖成本。

近日，加州大學伯克利分校的科學家在《科學》期刊上發表論文，表示開發出了一種四季皆宜的智能屋頂涂層。這種涂層，可以在不消耗天然氣或電力的情況下，讓房屋保持冬暖夏涼。

研究作者Junqiao Wu說：“新全季屋頂涂料會根據室外空氣溫度自動從制冷切換到保暖。這種溫度自適應輻射涂層（TARC）是第一種通過調節輻射冷卻速率自動在炎熱天氣降溫和寒冷天氣升溫的屋頂涂料，實現這一特性得益于其主要材料—二氧化釩。”

金屬通常是電和熱的良導體。2017年，研究團隊發現，二氧化釩中的電子對電的行為類似于金屬，但對熱的行為是絕緣體。換言之，它們導電良好，但不導熱。

在新研究中，研究團隊設計了一個 2 厘米乘 2 厘米的 TARC 薄膜器件，它由三層構成：由銀制成的反射底層，由銀制成的透明中間層氟化鋇，以及包含有序塊狀二氧化釩“島”的頂層。

根據研究的測量結果，TARC全年反射大約75%的陽光，但當環境溫度較高（超過25℃）時，它的熱發射率很高（約90%），促進了熱量向天空的流失。在較冷的天氣中，TARC的熱發射率自動切換到低水平（約20%），有助于保留太陽能吸收和室內取暖帶來的熱量。

研究人員表示，安裝TARC后，普通家庭可節省10%的電力。他們會更大規模地開發TARC，以進一步測試其作為實用屋頂涂料的性能。

該研究論文題為“Temperature-adaptive radiative coating for all-season household thermal regulation”，已發表在《科學》期刊上。

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論文原文：https://www.science.org/doi/10.1126/science.abf7136

標簽： 屋頂涂層 節能