歐盟大約有75%的建筑是低能效的，現(xiàn)在各國都在尋求對舊建筑進(jìn)行改造，以防止代價高昂的熱量泄漏。但英國倫敦大學(xué)學(xué)院納米工程教授Ioannis Papakonstantinou表示，盡管投入了大量的腦力讓建筑更加節(jié)能，但直到最近，窗戶的設(shè)計還沒有使用很多現(xiàn)代技術(shù)。

　　他的研究項目Interglazing正在使用納米技術(shù)和光子學(xué)(光的物理學(xué))的新理念來創(chuàng)造納米級的薄窗涂層，以更好地隔離建筑物。

　　此前在工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)嘗試過，但之前所有的努力都落空了，它們要么阻擋的陽光太少，要么成本太高，難以制造。

　　"如果你開始將這些(窗戶)涂層與納米技術(shù)相融合，那么你就可以將性能界限推向更高的水平，"他說。

　　Intelglazing玻璃技術(shù)有兩個部分。第一部分是一層微薄的納米結(jié)構(gòu)玻璃，形狀像微小的發(fā)梳，高度不到一微米(或千分之一毫米)。這些 "納米梳 "結(jié)構(gòu)相互重疊，并散射陽光，減少從窗戶進(jìn)入的眩光。

　　第二部分是窗戶變得節(jié)能的地方。在這里，研究人員正在試驗一種叫做氧化釩的材料，它可以附著在納米立方體上。這種化學(xué)化合物具有熱致變色性--意思是它可以根據(jù)溫度的變化而改變顏色。例如，炎熱的天氣會使氧化釩改變其結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致它變暗，拒絕大部分變暖的近紅外陽光，而在寒冷的日子里，它將變亮，讓大部分陽光進(jìn)入。

　　制造商可以將這層材料作為玻璃層直接涂抹在新窗戶上，DIY改造者也可以將其作為聚合物薄膜的粘合層涂抹在舊窗戶上。Papakonstantinou教授說，這樣做的另一個好處是，制造商可以定制帶有這些層的窗戶或薄膜，以便在不同的溫度點開啟。

　　他說:“你可以改變二氧化釩的化學(xué)成分，讓它在更高或更低的溫度下轉(zhuǎn)換。”“所以你有一些相當(dāng)好的控制。”例如，西班牙南部的窗戶可以定制，在較低的溫度下阻擋陽光，防止建筑物在白天變暖。同樣地，瑞典北部的建筑想要從陽光中獲得盡可能多的熱量，所以他們的窗戶只能在溫度較高時才開始阻擋陽光。

　　疏水

　　帶有納米梳子-釩氧化物層的窗戶也是疏水的——雨水很快就會從玻璃上滑落，并帶走沿途的灰塵，使窗戶具有自潔性。例如，這使得在摩天大樓中使用窗戶時效率更高。

　　該項目的目標(biāo)是通過阻擋或允許陽光照射，使人們的窗戶減少25%的能源消耗，并且由于不需要額外的能源來激活釩氧化物，與市場上現(xiàn)有的窗戶技術(shù)相比，其效率要高出50%以上。

　　帕帕康斯坦丁努教授說，事實上，自2016年該項目啟動以來，窗戶改裝技術(shù)已經(jīng)發(fā)生了巨大變化。他說，當(dāng)他在2010年代中期第一次討論這個項目時，windows中的納米技術(shù)還聞所未聞，但現(xiàn)在“這個領(lǐng)域已經(jīng)開始蓬勃發(fā)展”。

　　丹麥奧爾堡大學(xué)的Per Heiselberg教授說，關(guān)于建筑改造的討論已經(jīng)有幾十年了，盡管環(huán)境因素只是最近才被列為優(yōu)先考慮的因素。

　　他說:“這個話題已經(jīng)討論了40年，但是爭論當(dāng)然已經(jīng)改變了。”早在20世紀(jì)70年代，他就說人們節(jié)約能源是為了不依賴中東那些壟斷石油供應(yīng)的國家。“現(xiàn)在的重點是減少碳排放，避免溫室氣體。”

　　海斯伯格教授的ReCO2ST項目正在尋找方法，對建筑物周圍的每個表面進(jìn)行翻新，使其更具成本效益和環(huán)境友好性。

　　通風(fēng)系統(tǒng)

　　該項目的一個主要特點是使用智能窗戶技術(shù)為翻新建筑提供通風(fēng)，在這些建筑中安裝空調(diào)等現(xiàn)代通風(fēng)系統(tǒng)既困難又昂貴。他說:“窗戶通常是圍護(hù)結(jié)構(gòu)的薄弱部分，因為它通常是漏水的，隔熱效果也不太好。”“另一方面，它也是我們從陽光中獲取熱量的地方。

　　主要的想法是使用智能窗戶，既提供更好的遮陽，又為建筑提供新鮮的空氣。這對安裝了現(xiàn)代窗戶的老建筑特別有用。由于這些現(xiàn)代化的窗戶更加密封，它們會導(dǎo)致濕氣和廢氣在建筑物內(nèi)積聚，這可能需要對建筑物的通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行另一次昂貴的翻新。

　　Heiselberg教授說:“很難找到空間來安裝管道和通風(fēng)系統(tǒng)來為這些空間供應(yīng)新鮮空氣，尤其是在老建筑中。而所有的空間通常都可以通過窗戶進(jìn)入室外。”

　　“如果我們不同時安裝新窗戶和通風(fēng)系統(tǒng)，而是用窗戶來供應(yīng)新鮮空氣，然后用舊建筑的煙囪或煙囪排風(fēng)，這樣會更劃算。”

　　他們的智能窗戶想法是基于之前歐盟一個名為CLIMAWIN的項目所做的研究。在他們的三層玻璃窗框上有一個小缺口(約5毫米寬)在外面的底層。這個空隙可以讓空氣通過窗戶的玻璃層，并被陽光加熱。然后，它通過面向建筑內(nèi)部的窗戶頂部的一個小閥門進(jìn)入房間。

　　其結(jié)果是通過窗戶預(yù)熱的新鮮空氣，然后通過另一個通風(fēng)排風(fēng)離開建筑。

　　Heiselberg教授說，目前該團(tuán)隊正在試驗不同的材料，這些材料可以在白天將潛熱儲存在窗戶里，然后在晚上釋放出來。“在有陽光的時候，我們可以收集并儲存它，”他說。“我們還可以在沒有陽光的時候預(yù)熱空氣。”

　　這種材料也可以在夏天遮陽，這樣就不用儲存潛熱，而是冷卻穿過它的空氣。另一個正在開發(fā)的想法是在窗戶上安裝傳感器，以了解儲存和釋放熱量的最佳時間，并添加微型風(fēng)扇來控制氣流的方向。

　　Heiselberg教授說:“由于構(gòu)件有一定的使用壽命，需要更換，所以建筑物的翻新一直在進(jìn)行。”“重要的是，當(dāng)我們這樣做的時候，我們要以最節(jié)能的方式來做，這樣我們就不會用性能不佳的新窗戶來替換舊窗戶。”