目前,全世界超过一半的能源消耗在冷量和热量上,并且随着全球变暖等一系列因素,在温度控制方面能源的消耗量会逐年增加,其中冷却是温度调控的主要需求,化石燃料的燃烧加重了温室效应,形成了负反馈,对环境造成了严重的影响。因此,以最小的碳足迹实现建筑的高能效控温已成为可持续发展的重要目标。其中,被动辐射冷却技术无需任何能源输入,可以部分替代传统的冷却系统。现有的辐射冷却技术存在造价较高和应用场景较为局限的情况,因此需要一种成本较低,可大规模制作,能够灵活适应各种场景的材料来达到辐射冷却的目的。同时环境温度随着时间和季节随时变化,单一的制冷功能大大不能满足整年的建筑温度需求,甚至可能会因为过冷增加能源消耗,因此单一的辐射冷却只能满足部分需求。针对以上问题,本研究设计了一种有效且经济的辐射冷却材料,保证全天全年的辐射冷却效果,同时将光热制热和辐射冷却二者进行结合,在合适的场景下进行功能切换来适应全年的温度变化。目前所研究的结果如下:首先制备了纳米纤维结构辐射冷却膜,利用不同分子键在红外波段振动情况不同的原理,实现大气窗口的热辐射调控,探究了不同分子结构的材料在大气窗口热辐射的影响。基于Mie理论和FDTD模拟,研究了不同物理结构的薄膜对太阳光反射效果的影响。同时探究了不同结构的辐射冷却膜抵抗大气热辐射和环境热交换的能力。探究发现具有在1250～769cm-1红外区域振动的高分子材料,表现出最佳的辐射冷却能力;辐射冷却膜的微观尺寸控制在400 nm左右,对太阳光的漫反射最强。辐射冷却薄膜不同分子结构和微观结构在制冷能力具有差异,但普遍具有辐射冷却能力,其中PAN纤维膜的辐射冷却功率最高为129.60 W·m-2,PVDF纤维膜的辐射冷却功率最低为62.67 W·m-2。同时探究了无机材料二氧化硅的纺丝纤维膜的辐射冷却效果,结果表明二氧化硅的辐射冷却功率为163.24 W·m-2。设计了辐射冷却/光热制热一体化可切换温控薄膜,将光热制热和辐射冷却两种功能进行结合,来应对不同的温度需求。通过折射率的改变进行功能切换,选择合适的液体与薄膜的折射率进行匹配,达到由光学上的反射状态到透过状态,选择乙醇溶液进行折射率切换,由于空气与辐射冷却膜的折射率差值较大,呈现反射状态,乙醇占据薄膜空隙位置后,折射率进行了匹配,呈现透过状态,光线可以通过辐射冷却膜到达光热膜进行光热制热模式。通过乙醇液体和空气对纤维空隙的交替占据来切换不同的功能,光热制热和辐射冷却状态在太阳光部分的反射率分别为90%和5%,多次切换循环之后,性能未受到影响,具有很好的耐用性。在户外测试中,分别测试了连续24小时温度变化和静态条件下的温差,辐射冷却和光热制热两种状态与环境均存在明显的温差。为了探究Janus膜对碳排放减少的程度,采用了软件对哈尔滨一所建筑进行模拟测试,屋顶铺盖面积为2226.52m~2的Janus纤维膜材料,在时长1年的模拟测试中,整年节省能源为44206.3 k W·h,二氧化碳的减排量为44073.68 kg。并且根据气候不同所节省的能源类型占比有所差异。因此,本设计所制备的Janus纤维膜可以达到节省能源的效果,对碳减排有一定帮助。