无论豪华建筑物还是普通住宅，窗户都是能源利用效率最低、设计最复杂的部分之一。据美国能源部官方数据显示，在建筑物中，每年涉及到与窗户有关的能源消耗，可以占到建筑物首次总能耗的4%。

虽然之前已经有科学家研究出可以缓解这种能源消耗的技术，如使用低发射率涂层来防止传热，或者用电致变色玻璃来调节太阳能透射，通过变色进入房间。

遗憾的是，截至目前，仍然没有一种方案可以解决这种难题。

近日， 新加坡南洋理工大学的科学家发明了一种节能玻璃，这种创新性玻璃可以通过温度变化自动作出反应，并且能够在加热和冷却之间切换。

由华中科技大学能源与动力工程学院煤燃烧国家重点实验室教授杨荣贵、美国怀俄明大学土木建筑工程与建设管理系教授谭刚（ 音译）、南洋理工大学材料科学与工程学院研究员龙祎（音译）为共同通讯作者。

该团队所研发的这种玻璃与其他玻璃最大的差异在于“材料”，该玻璃主要由聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化钒纳米颗粒复合层和低辐射率涂层组成，这种结构可以同时对加热和冷却两种状态进行调节， 进而适用外界气温的变化。

该玻璃连续调谐特性，为建筑物节能研究铺平道路

目前，市场上大多数节能玻璃仅仅解决了近红外光和可见光所引起的部分太阳热量增益，但长波红外的辐射冷却往往被忽视。

为了解决辐射冷却方面的问题，也有厂商在房屋的墙壁及屋顶做了进一步创新，尽管如此，该功能在寒冷的冬季效果仍然不佳。

龙祎表示：“我们团队所开发的节能窗户可以对近红外光和可见光做出良好的响应，这也是我们首次向外界展示的玻璃，它具有连续调谐的特性，不论是夏季的高温，还是冬季的低温均适应。”

该研究的亮点之一，是这种创新型节能玻璃无需通过其他移动组件，逻辑电路设计或阻挡视线等方法就能发挥作用，这种策略为建筑物节能提供了一种新的思路。

为了进一步提高节能玻璃的性能，该研究的共同作者谭刚、杨荣贵对太阳能传输和辐射冷却之间的调制做了模拟。

据悉，杨荣贵在热电材料理论、器件应用和系统研究方向具有非常之深的研究，读博士期间共就发表10余篇论文，2008年入选了《麻省理工科技评论》35岁以下科技创新35人榜单，他的加入为该成果提供了较大的支持。

谭刚表示：“我们的这项研究主要解决了传统智能窗户无法适应夏季和冬季温度变化的难题，即弥补了窗户在辐射冷却之间的空白， 也为将来建筑的节能研究铺平了道路。”

该玻璃的加热、冷却性能可定制，以适应各地区气候变化

先进材料的选择及电致变技术的使用，可以节省建筑物因加热和冷却所消耗的能源， 长远来看有利于绿色可持续能源的发展。同时，该研究也反映了南洋理工大学在解决人类可持续发展挑战所作出的努力。

为了验证节能玻璃在现实生活中的应用效果，该团队选择了全球人口最密集的7个气候区域进行测试。

测试结果令人满意，该团队发现他们开发的玻璃，在寒冷或温暖的季节都表现出良好的节能效果，总体节能可达9.5%，所节省的能量可以大约可让新加坡60户家庭使用一年。

该团队表示：“测试结果表明，我们所开发的节能玻璃适应于全球几乎所有类型的气候，而无需考虑季节温差的影响，与市场上仅适应于四季更替较少地区的窗户相比，具有很大的优越性。”

除上述诸多优势之外，该节能玻璃还具有两大商业化优势，一是根据各个地方的气候条件差异，对玻璃的加热和冷却性进行定制;二是该节能玻璃的用途布局限于窗户，通过调节玻璃面板上特殊的纳米复合材料涂层结构和成分，将其实际用途推广至更加广阔的热调节领域。