近日，我院研究生马雨新在国际期刊Energy Conversion and Management（中科院一区，影响因子9.709）发表题为Photothermal and energy performance of an innovative roof based on silica aerogel-PCM glazing systems的论文。旨在解决现有保温相变多层复合玻璃结构无法有效兼顾采光性能和节能效益的问题，对于发展新型玻璃围护结构具有一定的工程意义。

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0196890422003636

据悉，建筑节能是响应国家可持续发展战略，实现国家节能目标、减排温室气体的重要举措。而玻璃围护结构作为建筑耗能的主要部件，其隔热性差、热惰性小且透光性强，故发展新型玻璃围护结构节能技术始终是国内外学者关注的热点问题。现有研究表明玻璃围护结构外敷二氧化硅气凝胶（Silica aerogel）、内置相变材料石蜡（PCM），制成保温相变多层复合结构（SA-PCM），在改善玻璃围护结构热工性能以及光热协同调控方面前景明朗。然而二氧化硅气凝胶与石蜡均属半透介质，二者的添加会导致玻璃围护结构透光特性下降，影响室内采光效果。

针对上述问题，我院研究生马雨新在其课题组老师指导下提出了新的解决思路，并在期刊Energy Conversion and Management（中科院一区，影响因子9.709）发表题为Photothermal and energy performance of an innovative roof based on silica aerogel-PCM glazing systems的论文。该论文发明了一种基于SA-PCM玻璃系统的新型保温相变多层玻璃屋顶，将原有的PCM层沿水平方向划分为五个用于填充PCM和空气的空腔，使屋顶中PCM填充率可在0~100%之间变化，通过建立新型玻璃屋顶光热传输模型，揭示了PCM填充率对其光热性能和节能效益的影响规律，分析了相同PCM填充率下腔的位置分布对其热性能的影响，并基于节能效益和透光特性优选了屋顶中PCM填充比例。结果表明：PCM填充率对新型玻璃屋顶光热性能和节能效益影响显著，而相同PCM填充率下腔的位置分布对新型玻璃屋顶热性能影响较小。随着PCM填充率增大，屋顶温度波动减小、峰值时间延长，但其透光能力下降，且当PCM填充率为80%时屋顶节能效益最佳。此外，为兼顾玻璃屋顶采光性能和节能效益，论文推荐新型玻璃屋顶中PCM填充率为60%。

图1新型玻璃屋顶光热传输模型

图2不同类型的新型玻璃屋顶

图3新型玻璃屋顶热性能和节能效益

图4新型玻璃屋顶光学性能

图5新型玻璃屋顶节能效益和透光特性