透明保温板、方法及基于光谱选择性气凝胶的阳光房

本发明具体涉及一种透明保温板、方法及基于光谱选择性气凝胶的阳光房。

背景技术：

1、在严寒地区，如西藏等边境地区，气候条件相对恶劣。供暖保温是维持室内热舒适的主要方式。值得注意的是，这些地区拥有丰富的太阳能资源，因此充分利用太阳能来满足供热需求具有广阔的前景。此外，考虑到在我国边疆地区存在大量的部队岗亭。这些地区的气候环境尤为严酷。如果能利用太阳能解决边防战士执勤的供暖需求，将大大改善他们的生活条件。岗亭与阳光房的结构相似，既要保证保温，又要保证采光和视线良好。将阳光房的设计理念与岗亭的实际需求相结合，可以有效改善边防战士的工作条件，提升他们的工作质量。通过这种方式，不仅可以充分利用自然资源，还能显著提升边防战士的生活舒适度和工作效率。该技术还可以用于建设严寒地区的零能耗室外恒温运动场等设施。

2、传统阳光房普遍采用玻璃嵌入金属框架的搭建方式，虽然采光效果良好，但是玻璃等普通围护结构漏热严重，保温性能差。尤其是在夜间，降温效果明显，不能满足室内长久保温的要求。此外，采用玻璃等围护结构在中午太阳辐射强的时候，室内非常闷热。

3、如果采用非透明围护结构，虽然可以改善保温性能，但集热效果差，无法有效吸收太阳能，同时也不能保证良好的视野。目前的产品和设计方案无法同时满足保温和采光的双重需求，也无法实现对热流的有效调控。因此，亟需一种能够兼顾保温和采光的新型围护结构设计，以实现对室内温度的有效调节。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种透明保温板、方法及基于光谱选择性气凝胶的阳光房，能对热流的动态调控，从而实现对室内温度的有效调节。

2、本发明所采用的技术方案是：

3、一种透明保温板，包括依次叠层布置的热变色玻璃、光谱选择性气凝胶层和钢化玻璃；。

4、优选地，热变色玻璃为双层钢化玻璃，双层钢化玻璃之间的中间夹层设有热致变色涂层。

5、优选地，热变色玻璃在26-35℃之间会变成着色状态。

6、优选地，光谱选择性气凝胶层为片状气凝胶。

7、优选地，一种制作以上所述的透明保温板的工艺方法，包括以下步骤：

8、将四甲氧基硅烷或四乙氧基硅烷作为前体材料，与甲醇和水进行混合，充分搅拌；

9、将搅拌好的溶液倒入模具中，凝固成型后，浸泡在甲醇中，经过老化处理；

10、将老化好的气凝胶浸泡在六甲基二硅氮烷中，进行疏水处理；

11、采用超临界干燥设备对湿凝胶进行干燥，获得干燥的固体气凝胶；

12、将干燥好的气凝胶封装入热变色玻璃和钢化玻璃之间。

13、优选地，将干燥好的气凝胶封装入热变色玻璃和钢化玻璃之间，并嵌入不锈钢框架中。

14、一种基于光谱选择性气凝胶的阳光房，由以上所述的透明保温板和支撑钢架搭建而成。

15、优选地，在阳光房东南西北四个方向上任意一个或任意多个反向上和/或阳光房的天花板上设有通风窗；通风窗的玻璃为透明保温板；窗框采用断桥铝合金。

16、优选地，在阳光房东西南北四个方向中任意一侧设置门，门板材料为透明保温板，门框材料选择断桥铝合金。

17、优选地，阳光房的地板为相变蓄热地板，相变蓄热地板包括由下至上依次布置的水泥支撑层、绝热层、相变蓄热地砖、地板装饰层。

18、优选地，相变地砖的相变温度在22~30℃。

19、本发明的有益效果是：

20、本发明通过由热变色玻璃、气凝胶层和钢化玻璃构成的透明保温板搭建而成，能对热流的动态调控，从而实现对室内温度的有效调节，解决了传统阳光房夏热冬冷及保温性能差的问题，本发明结合气凝胶以及热变色玻璃设计的新式阳光房，可以有效避免夏热冬冷现象，营造舒适的室内环境；气凝胶作为关键的核心材料，其光谱选择透过性可以在保证可见光高效通过的同时，阻挡红外辐射的透过，有效降低因辐射造成的热散失，同时，气凝胶的三维多孔骨架结构，还可以削弱热传导与热对流引起的能量损失；热变色玻璃起到控制太阳辐射吸收的作用，当外界气温超过变色温度时，热变色玻璃处于着色状态，减少太阳光的入射和吸收，避免室内温度骤升，尤其特别适用于边防执勤的岗亭，能够为执勤人员提供良好的室内环境，同时保证视野不受影响。这样一来，不仅可以改善边防战士的工作条件，还能提升其工作质量和生活舒适度。

技术特征：

1.一种透明保温板，其特征在于：透明保温板包括依次叠层布置的热变色玻璃、光谱选择性气凝胶层和钢化玻璃。

2.如权利要求1所述的透明保温板，其特征在于：热变色玻璃为双层钢化玻璃，双层钢化玻璃之间的中间夹层设有热致变色涂层。

3.如权利要求1或2所述的透明保温板，其特征在于：热变色玻璃在26-35℃之间会变成着色状态。

4.如权利要求1所述的透明保温板，其特征在于：光谱选择性气凝胶层为片状气凝胶。

5.一种制作如权利要求1所述的透明保温板的工艺方法，其特征在于：包括以下步骤：

6.如权利要求5所述的工艺方法，其特征在于：还包括以下步骤：将干燥好的气凝胶封装入热变色玻璃和钢化玻璃之间，并嵌入不锈钢框架中。

7.一种基于光谱选择性气凝胶的阳光房，其特征在于：由权利要求1~4任意一项所述的透明保温板和支撑钢架搭建而成。

8.如权利要求7所述的基于光谱选择性气凝胶的阳光房，其特征在于：在阳光房东南西北四个方向上任意一个或任意多个反向上和/或阳光房的天花板上设有通风窗；通风窗的玻璃为透明保温板；

9.如权利要求7所述的基于光谱选择性气凝胶的阳光房，其特征在于：阳光房的地板为相变蓄热地板，相变蓄热地板包括由下至上依次布置的水泥支撑层、绝热层、相变蓄热地砖、地板装饰层。

10.如权利要求9所述的基于光谱选择性气凝胶的阳光房，其特征在于：相变地砖的相变温度在22~30℃。

技术总结本发明公开了一种透明保温板、方法及基于光谱选择性气凝胶的阳光房，基于光谱选择性气凝胶的阳光房由透明保温板和支撑钢架搭建而成，所述的透明保温板包括依次叠层布置的热变色玻璃、光谱选择性气凝胶层和钢化玻璃，光谱选择性气凝胶材料具有超低热导率、对可见光高可透过率、红外线超低透过率的特点，可以切断由于对流换热、导热和红外辐射换热导致的热量损失，保证进入阳光房的太阳能高效利用，可长时间保持严寒地区阳光房室内温度的恒定。本发明能实现对围护结构内部热流流向的动态调控，从而实现太阳能的高效利用和对室内温度的高效调节。技术研发人员：吴永佳,张贺瑀,王庆港,高亚辉,明廷臻受保护的技术使用者：武汉理工大学技术研发日：技术公布日：2024/10/17