哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
摘要
传统的建筑外窗由于无法控制光和热的传导，导致了更多的能源消耗。新
一代的节能窗需要具备光热调节功能，为使用者创造舒适健康的生活环境。光
谱选择性吸收节能窗可以吸收近红外辐射，选择性透过可见光，从而实现光热
分离，是目前新型窗体的研究热点。为了提高光谱选择性吸收窗的近红外吸收
率和持久性，本文设计并制备了新型的基于CWO-ATO/PVB纳米夹胶玻璃。
本研究提出的单层纳米夹胶玻璃可以阻挡94.5%的太阳近红外辐射，同时
保持63.2%的良好透光率，其光学性能远远优于其他同类型产品，如low-e玻璃
和普通夹胶玻璃。基于单层纳米夹胶玻璃制作的纳米夹胶中空玻璃窗可以屏蔽
95.6%的近红外能量，光热比超过2。此外，CWO-ATO/PVB纳米复合材料以夹
胶层的形式制成的纳米夹胶玻璃，避免了纳米材料与空气的接触，在5个月内
保持了相当稳定的光学特性，稳定性良好。
为了验证新提出的纳米夹胶中空玻璃窗的光热分离效果，本文在哈尔滨进
行了室外实验测试，分别在夏季和冬季测试了纳米夹胶中空玻璃窗对室内光热
环境的影响，测试结果表明：纳米夹胶中空玻璃窗可显著降低室内温度和室内
光照强度。在夏季，与普通中空玻璃窗、low-e中空玻璃窗和普通夹胶中空玻璃
窗相比，纳米夹胶中空玻璃窗（纳米夹胶玻璃面向室外放置）可使室内温度分
别降低7.82℃、3.28℃、6.64℃，使室内光照水平分别降低约37%、22%、41%。
在冬季，纳米夹胶中空玻璃窗（纳米夹胶玻璃面向室内放置）的室内温度分别
比low-e中空玻璃窗和普通夹胶中空玻璃窗的室内温度低15.2℃和10.4℃。
为了进一步验证纳米夹胶中空玻璃窗的节能效果，本文利用EnergyPlus软
件针对安装此类玻璃窗的建筑进行能耗模拟。结果表明，该纳米夹胶中空玻璃
节能窗可以显著减少室内冷负荷，但同时也会大幅增加室内热负荷，小幅增加
室内照明负荷。对香港来说，本文设计的纳米夹胶中空玻璃窗（纳米夹胶玻璃
面向室外放置）全年制冷耗电量最小为1438.55kWh，全年累计耗电量为
1709.25kWh。相比其他测试窗，该双层节能窗可降低13%-18%的年耗电量，
是一款理想的节能产品。但对于哈尔滨来说，虽然该节能窗（纳米夹胶玻璃面
向室外放置）可以降低夏季冷负荷，但由于更多的热负荷，使该产品的全年耗
电量较高，为1268.67kWh，比low-e玻璃窗高15.27kWh。
关键词：CWO-ATO/PVB；夹胶玻璃；光谱选择性调控窗；光热环境；节能特性
I
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
Abstract
Duetotheinabilitytocontrollightandheatconduction,traditionalexterior
windowsofbuildingscauseexcessiveenergyconsumption.Thenext-generationof
energy-savingwindowsissupposedtoachievelightandheatregulation,creatinga
comfortableandhealthylivingenvironmentforusers.Thespectralselective
absorptionenergy-savingwindows,whichabsorbnear-infraredlightandselectively
transmitvisiblelight,achievelight/heatdecouplingability,andarecurrentlya
researchhotspotforlate-modelwindows.Inordertoimprovethenear-infra