生物启发的温度自适应双模式辐射热调控建筑模块

Lin 梁檩; Kaixin 林凯昕; Xanthy 郭翠婷; Siru 陈思如; Yihao 朱毅豪; Chi Yan 曹之胤

生物启发的温度自适应双模式辐射热调控建筑模块

School of Energy and Environment

Research output: Conference Papers › RGC 33 - Other conference paper › peer-review

Abstract

随着可持续能源实践日益受到关注，建筑热管理被视为降低能耗的战略性途径。被动辐射冷却(PRC)技术虽能实现无源制冷，但现有系统普遍缺乏冷却功率自动调节能力，导致寒冷季节供暖能耗显著增加。将被动冷却与输出可调的太阳能加热相结合，可突破单向控制的局限性，实现更高效的建筑能效优化。受含羞草(Mimosa pudica)自折叠叶片启发，本研究提出一种创新型温度自适应双模建筑模块(TAM)。该模块采用具有差异热膨胀特性的双层Janus结构，能根据环境气候变化在开放/闭合状态间自主切换。防水表层的引入显著提升了户外耐久性。实地测试证实TAM可实现昼夜与季节/地域差异的辐射热调控：在寒冷夜间产生1.98°C的保温增温效应，在炎热白天实现8.79°C的主动降温；同时可在寒冷季节/地区获得16.77°C的制热效果，且在高温季节/地区保持高效制冷。模块兼具户外耐久性与多色可选特性，满足建筑美学设计要求。这种可规模化推广的经济型创新方案，标志着辐射热管理技术的重大突破，为昼夜及季节性温差显著地区建筑提供了切实可行的热控解决方案。

Original language	Chinese (Simplified)
Publication status	Presented - 17 May 2025
Event	第四届全国超材料大会 - Shenzhen, China Duration: 15 May 2025 → 18 May 2025 https://www.metasoc.org.cn/

Conference

Conference	第四届全国超材料大会
Place	China
City	Shenzhen
Period	15/05/25 → 18/05/25
Internet address	https://www.metasoc.org.cn/

Bibliographical note

Information for this record is provided by the author(s) concerned. Full text of this publication does not contain sufficient affiliation information. With consent from the author(s) concerned, the Research Unit(s) information for this record is based on the existing academic department affiliation of the author(s).

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author = "梁檩 and 林凯昕 and 郭翠婷 and 陈思如 and 朱毅豪 and 曹之胤",

note = "Information for this record is provided by the author(s) concerned. Full text of this publication does not contain sufficient affiliation information. With consent from the author(s) concerned, the Research Unit(s) information for this record is based on the existing academic department affiliation of the author(s).; 第四届全国超材料大会<br/> ; Conference date: 15-05-2025 Through 18-05-2025",

year = "2025",

month = may,

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TY - CONF

T1 - 生物启发的温度自适应双模式辐射热调控建筑模块

AU - 梁檩, null

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AU - 陈思如, null

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AU - 曹之胤, null

N1 - Information for this record is provided by the author(s) concerned. Full text of this publication does not contain sufficient affiliation information. With consent from the author(s) concerned, the Research Unit(s) information for this record is based on the existing academic department affiliation of the author(s).

PY - 2025/5/17

Y1 - 2025/5/17

N2 - 随着可持续能源实践日益受到关注，建筑热管理被视为降低能耗的战略性途径。被动辐射冷却(PRC)技术虽能实现无源制冷，但现有系统普遍缺乏冷却功率自动调节能力，导致寒冷季节供暖能耗显著增加。将被动冷却与输出可调的太阳能加热相结合，可突破单向控制的局限性，实现更高效的建筑能效优化。受含羞草(Mimosa pudica)自折叠叶片启发，本研究提出一种创新型温度自适应双模建筑模块(TAM)。该模块采用具有差异热膨胀特性的双层Janus结构，能根据环境气候变化在开放/闭合状态间自主切换。防水表层的引入显著提升了户外耐久性。实地测试证实TAM可实现昼夜与季节/地域差异的辐射热调控：在寒冷夜间产生1.98°C的保温增温效应，在炎热白天实现8.79°C的主动降温；同时可在寒冷季节/地区获得16.77°C的制热效果，且在高温季节/地区保持高效制冷。模块兼具户外耐久性与多色可选特性，满足建筑美学设计要求。这种可规模化推广的经济型创新方案，标志着辐射热管理技术的重大突破，为昼夜及季节性温差显著地区建筑提供了切实可行的热控解决方案。

AB - 随着可持续能源实践日益受到关注，建筑热管理被视为降低能耗的战略性途径。被动辐射冷却(PRC)技术虽能实现无源制冷，但现有系统普遍缺乏冷却功率自动调节能力，导致寒冷季节供暖能耗显著增加。将被动冷却与输出可调的太阳能加热相结合，可突破单向控制的局限性，实现更高效的建筑能效优化。受含羞草(Mimosa pudica)自折叠叶片启发，本研究提出一种创新型温度自适应双模建筑模块(TAM)。该模块采用具有差异热膨胀特性的双层Janus结构，能根据环境气候变化在开放/闭合状态间自主切换。防水表层的引入显著提升了户外耐久性。实地测试证实TAM可实现昼夜与季节/地域差异的辐射热调控：在寒冷夜间产生1.98°C的保温增温效应，在炎热白天实现8.79°C的主动降温；同时可在寒冷季节/地区获得16.77°C的制热效果，且在高温季节/地区保持高效制冷。模块兼具户外耐久性与多色可选特性，满足建筑美学设计要求。这种可规模化推广的经济型创新方案，标志着辐射热管理技术的重大突破，为昼夜及季节性温差显著地区建筑提供了切实可行的热控解决方案。

M3 - RGC 33 - Other conference paper

T2 - 第四届全国超材料大会<br/>

Y2 - 15 May 2025 through 18 May 2025

ER -