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摘 要：当今时代，能源的开发和利用是人类面临的最大课题，本设计可动态的调节太阳能的输出或输入和可见光谱，在许多领域有广泛的应用前景，利用变色玻璃的工作原理，再融合入新的三种设计理念，对变色玻璃有了全新的诠释。利用太阳能来节约能源，减少了能源的浪费，给人类生活带来新的发展。
关键词：节能材料；太阳能；变色玻璃；三重系统
近年来，光致变色玻璃的研究十分活跃，对未来的应用前景也十分广泛。本研究课题的主要设计理念就是基于普通变色玻璃上通过调节玻璃透光或吸光性能，达到吸光储能，适当吸收对人体有利的光波，减少能源的的浪费。本设计可用于汽车，建筑等领域，节约了能源，有效利用并储备太阳能，使我们生活更加低污染，低消耗。而且玻璃的设计理念不仅局限于当前，随着经济的迅猛发展，幕墙产品在众多高层公共建筑中的应用将大大超过其他墙材的使用，成为美化城市景观的主要手段之一。其中尤以隐框玻璃幕墙倍受大众青睐。
1 变色玻璃的原理及研究方向
基本原理：含有溴化银（或氯化银）和微量氧化铜的玻璃是一种变色玻璃。当受到太阳光或紫外线的照射時，其中的溴化银发生分解，产生银原子（ AgBr=Ag+Br ）银原子能吸引可见光，当银原子聚集到一定数量时，射在玻璃上的光大部分被吸收， 原来无色透明的玻璃这时就会变成灰黑色。当把变色后的玻璃放到暗处时，在氧化铜的催化作用下，银原子和溴原子又会结合成溴化银（ Ag+Br=AgBr ），因为银离子不吸收可见光，玻璃又会变成无色透明。这就是变色玻璃变色的基本原理。
用途及研究方向：用变色玻璃制作窗玻璃，可使烈日下透过的光线变得柔和且有阴凉之感。同样也可用于制作太阳镜片。
在通常条件下，玻璃是透明的。对于有些玻璃，在紫外或者可见光的照射，可产生可见光区域的光吸收使，玻璃发生透光度降低或者产生颜色变化，并且在光照停止后又能自动恢复到原来的透明状态，称之为光致变色玻璃。一般是在普通的玻璃成分中引入光敏剂生产光致变色玻璃。普通玻璃有铝硼硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、磷酸盐玻璃等，常用光敏剂包括卤化银、卤化铜等。通常光敏剂以微晶状态均匀地分散在玻璃中，在日光照射下分解，降低玻璃的光透光度。当玻璃在暗处时，光敏剂再度化合，恢复透明度。玻璃着色和退色是可逆、永久的。光致变色玻璃的装饰特性是玻璃的颜色和透光度随日照强度自动变化。日照强度高，玻璃的颜色深，透光度低。反之，透光度高。用光致变色玻璃装饰建筑，既使得室内光线柔和、多变，又使得建筑色彩斑斓，与建筑的日照环境协调一致。
2 选择透过系统
材料是一种有机-无机复合光致变色薄膜。材料的制备方法有以下工艺步骤：a.制备杂多化合物，将此杂多化合物溶解于无水乙醇中配制成一定浓度的溶液，密闭放置备用；杂多化合物为k eggin结构钨硅酸、磷钨酸、磷钼酸中的任一个；b.将一定量的甲基丙烯酰胺溶于体积比为2∶1的甲苯与氯仿的混合溶液中，再加入乙烯基三乙氧基硅烷，在氮气保护下油浴70℃恒温加热，然后加入引发剂过氧化苯甲酰引发，发生自由基共聚反应，并保持高速搅拌，使反应均匀；c.反应过程中加入杂多化合物溶液作为模板，自组装复合网络；d.将所得到的复合共聚物与金属醇盐混合，并以50℃水浴加热；金属醇盐为正硅酸乙酯、钛酸丁酯、锆酸异丙酯；同时高速搅拌保持溶液均匀，然后逐渐滴入乙醇与水的混合溶液，并控制H2O∶Si=4；e.继续搅拌得到透明均匀的稳定溶胶，将此溶胶用旋转涂膜法均匀涂在处理过的基片上；然后在60℃温度下干燥24小时，即获得镶嵌杂多化合物复合薄膜。
选择透过性：材料薄膜具有对不同波长的选择透过性，根据不同的波长而自动进行选择透过和拦截。并且对光的选择也有一定的要求，在光强状态下，薄膜可以自行进行光的透过量的选择；在光弱状态下，薄膜通过自身的调节，将光增强，从而达到标准的光量程度。可调节性：薄膜的设计中不仅有光照控制，还有电流调控，材料要两者同时达到标准才可进行调节。要有电流的强弱控制一种温度感应器，光照的多少达到设定标准，才可同时对系统进行调节。基于传统的变色玻璃，我们在其基础上增添了一种新型材料薄膜，薄膜主要控制三重系统。包括至少两片玻璃，玻璃之间设有一层设计薄膜，薄膜夹于玻璃中间为中空状态，薄膜与玻璃相结合的两侧面设有第一道密封带，玻璃四周设有第二道密封带。将薄膜与变色玻璃结合，构建出我们的整体系统理念。
3 储能系统
太阳能电池又称为太阳能芯片或光电池，是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片，它只要被光照到，瞬间就可输出电压及电流。在物理学上称为太阳能光伏光，简称光伏。
光—热—电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电，一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气，再驱动汽轮机发电。前一个过程是光—热转换过程；后者是热—电转换过程。太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高，因此，只能小规模地应用于特殊的场合，而大规模利用在经济上很不合算。
太阳能电池发电是根据特定材料的光电性质制成的。黑体辐射出不同波长（频率）的电磁波。当这些射线照射在不同导体或半导体上，光子与导体或半导体中的自由电子作用产生电流。射线的波长越短，频率越高，所具有的能量就越高，值得注意的是光电效应于射线的强度大小无关，只有频率达到或超越可产生光电效应的阈值时，电流才能产生。能够使半导体产生光电效应的光的最大波长同该半导体的禁带宽度相关。太阳电池发电是一种可再生的环保发电方式，发电过程中不会产生二氧化碳等温室气体，不会对环境造成污染，同时进行能量储存。
4 控温系统
在自然界中，当物体的温度高于绝对零度时，由于内部热运动的存在，就会不断地向四周辐射电磁波，红外温度传感器就是利用这一原理制作而成。红外辐射的物理本质是热辐射。物体温度越高，辐射出来的红外线越多，能量就越强。研究发现，太阳光谱的各种热效应从紫色光到红色光是逐渐增大的，而且最大的热效应出现在红外辐射的频率范围之内。传感原理热传感器是利用辐射热效应，使探测器件接收辐射能后引起温度升高，进而使传感器中一栏与温度的性能发生变化。检测其中某一性能变化，便可探测出辐射。多数情况下是通过赛贝克效应来探测辐射的，当器件接收辐射后，引起一非电量的物理变化也可通过适当变化变为电量后进行测量。
性能指标：首先就是测温范围，选择红外温度传感器时一定要注意量程，只有选择了适合的量程才能更好的测量。被测温度范围一定要考虑准确、周全。其次是要注意传感器尺寸，必须选择自己的尺寸才能更好的方便测量，量程和尺寸的选择传感器都要注意，选择红外温度传感器还要确定光学分辨率、确定波长范围、确定响应时间、信号处理功能等。
工作条件：红外温度传感器所处的环境条件对测量结果有很大影响，应加以考虑、并适当解决，否则会影响测温精度甚至引起测温仪的损坏。
控温系统主要基于温度传感器，玻璃中间的薄膜上有细微电路，在选择透过系统中的材料可调节性的电流主要用于控制温度传感器的功能，变色玻璃的基础上，加入这一薄膜三重系统相互联系，相互控制。温度传感器的使用通过电流供电，通过光的强弱和温度的高低进行调节。
5.结语
智能建筑是集现代科学技术之大成的产物。其技术基础主要由现代建筑技术、现代电脑技术现代通讯技术和现代控制技术所组成。在智能建筑中，智能玻璃幕墙体系发挥着不可替代的作用节约电能并减少设备使用，三重系统变色玻璃在调节光线的同时也在调节着室内温度，这种双效应可以减少空调设备的使用，也可以减少遮光板或其他遮阳设备的使用。前景十分可观。
参考文献：
[1]曹晖、杜海燕、孙家跃.有机光致变色化合物及其应用[J].材料导报，2006年S1期
[2]吴华峰、李士琦、朱荣、王玉刚、胡卫.太阳能非碳冶金电热转换单元结构设计及热模拟研究[A].第十三届（2009年）冶金反应工程学会议论文集[C].2009年
[3]陈远金、程永进、吴雄伟.红外线温度传感器的设计与实现.《中国设备工程》，2006年07期
关键词：节能材料；太阳能；变色玻璃；三重系统
近年来，光致变色玻璃的研究十分活跃，对未来的应用前景也十分广泛。本研究课题的主要设计理念就是基于普通变色玻璃上通过调节玻璃透光或吸光性能，达到吸光储能，适当吸收对人体有利的光波，减少能源的的浪费。本设计可用于汽车，建筑等领域，节约了能源，有效利用并储备太阳能，使我们生活更加低污染，低消耗。而且玻璃的设计理念不仅局限于当前，随着经济的迅猛发展，幕墙产品在众多高层公共建筑中的应用将大大超过其他墙材的使用，成为美化城市景观的主要手段之一。其中尤以隐框玻璃幕墙倍受大众青睐。
1 变色玻璃的原理及研究方向
基本原理：含有溴化银（或氯化银）和微量氧化铜的玻璃是一种变色玻璃。当受到太阳光或紫外线的照射時，其中的溴化银发生分解，产生银原子（ AgBr=Ag+Br ）银原子能吸引可见光，当银原子聚集到一定数量时，射在玻璃上的光大部分被吸收， 原来无色透明的玻璃这时就会变成灰黑色。当把变色后的玻璃放到暗处时，在氧化铜的催化作用下，银原子和溴原子又会结合成溴化银（ Ag+Br=AgBr ），因为银离子不吸收可见光，玻璃又会变成无色透明。这就是变色玻璃变色的基本原理。
用途及研究方向：用变色玻璃制作窗玻璃，可使烈日下透过的光线变得柔和且有阴凉之感。同样也可用于制作太阳镜片。
在通常条件下，玻璃是透明的。对于有些玻璃，在紫外或者可见光的照射，可产生可见光区域的光吸收使，玻璃发生透光度降低或者产生颜色变化，并且在光照停止后又能自动恢复到原来的透明状态，称之为光致变色玻璃。一般是在普通的玻璃成分中引入光敏剂生产光致变色玻璃。普通玻璃有铝硼硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、磷酸盐玻璃等，常用光敏剂包括卤化银、卤化铜等。通常光敏剂以微晶状态均匀地分散在玻璃中，在日光照射下分解，降低玻璃的光透光度。当玻璃在暗处时，光敏剂再度化合，恢复透明度。玻璃着色和退色是可逆、永久的。光致变色玻璃的装饰特性是玻璃的颜色和透光度随日照强度自动变化。日照强度高，玻璃的颜色深，透光度低。反之，透光度高。用光致变色玻璃装饰建筑，既使得室内光线柔和、多变，又使得建筑色彩斑斓，与建筑的日照环境协调一致。
2 选择透过系统
材料是一种有机-无机复合光致变色薄膜。材料的制备方法有以下工艺步骤：a.制备杂多化合物，将此杂多化合物溶解于无水乙醇中配制成一定浓度的溶液，密闭放置备用；杂多化合物为k eggin结构钨硅酸、磷钨酸、磷钼酸中的任一个；b.将一定量的甲基丙烯酰胺溶于体积比为2∶1的甲苯与氯仿的混合溶液中，再加入乙烯基三乙氧基硅烷，在氮气保护下油浴70℃恒温加热，然后加入引发剂过氧化苯甲酰引发，发生自由基共聚反应，并保持高速搅拌，使反应均匀；c.反应过程中加入杂多化合物溶液作为模板，自组装复合网络；d.将所得到的复合共聚物与金属醇盐混合，并以50℃水浴加热；金属醇盐为正硅酸乙酯、钛酸丁酯、锆酸异丙酯；同时高速搅拌保持溶液均匀，然后逐渐滴入乙醇与水的混合溶液，并控制H2O∶Si=4；e.继续搅拌得到透明均匀的稳定溶胶，将此溶胶用旋转涂膜法均匀涂在处理过的基片上；然后在60℃温度下干燥24小时，即获得镶嵌杂多化合物复合薄膜。
选择透过性：材料薄膜具有对不同波长的选择透过性，根据不同的波长而自动进行选择透过和拦截。并且对光的选择也有一定的要求，在光强状态下，薄膜可以自行进行光的透过量的选择；在光弱状态下，薄膜通过自身的调节，将光增强，从而达到标准的光量程度。可调节性：薄膜的设计中不仅有光照控制，还有电流调控，材料要两者同时达到标准才可进行调节。要有电流的强弱控制一种温度感应器，光照的多少达到设定标准，才可同时对系统进行调节。基于传统的变色玻璃，我们在其基础上增添了一种新型材料薄膜，薄膜主要控制三重系统。包括至少两片玻璃，玻璃之间设有一层设计薄膜，薄膜夹于玻璃中间为中空状态，薄膜与玻璃相结合的两侧面设有第一道密封带，玻璃四周设有第二道密封带。将薄膜与变色玻璃结合，构建出我们的整体系统理念。
3 储能系统
太阳能电池又称为太阳能芯片或光电池，是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片，它只要被光照到，瞬间就可输出电压及电流。在物理学上称为太阳能光伏光，简称光伏。
光—热—电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电，一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气，再驱动汽轮机发电。前一个过程是光—热转换过程；后者是热—电转换过程。太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高，因此，只能小规模地应用于特殊的场合，而大规模利用在经济上很不合算。
太阳能电池发电是根据特定材料的光电性质制成的。黑体辐射出不同波长（频率）的电磁波。当这些射线照射在不同导体或半导体上，光子与导体或半导体中的自由电子作用产生电流。射线的波长越短，频率越高，所具有的能量就越高，值得注意的是光电效应于射线的强度大小无关，只有频率达到或超越可产生光电效应的阈值时，电流才能产生。能够使半导体产生光电效应的光的最大波长同该半导体的禁带宽度相关。太阳电池发电是一种可再生的环保发电方式，发电过程中不会产生二氧化碳等温室气体，不会对环境造成污染，同时进行能量储存。
4 控温系统
在自然界中，当物体的温度高于绝对零度时，由于内部热运动的存在，就会不断地向四周辐射电磁波，红外温度传感器就是利用这一原理制作而成。红外辐射的物理本质是热辐射。物体温度越高，辐射出来的红外线越多，能量就越强。研究发现，太阳光谱的各种热效应从紫色光到红色光是逐渐增大的，而且最大的热效应出现在红外辐射的频率范围之内。传感原理热传感器是利用辐射热效应，使探测器件接收辐射能后引起温度升高，进而使传感器中一栏与温度的性能发生变化。检测其中某一性能变化，便可探测出辐射。多数情况下是通过赛贝克效应来探测辐射的，当器件接收辐射后，引起一非电量的物理变化也可通过适当变化变为电量后进行测量。
性能指标：首先就是测温范围，选择红外温度传感器时一定要注意量程，只有选择了适合的量程才能更好的测量。被测温度范围一定要考虑准确、周全。其次是要注意传感器尺寸，必须选择自己的尺寸才能更好的方便测量，量程和尺寸的选择传感器都要注意，选择红外温度传感器还要确定光学分辨率、确定波长范围、确定响应时间、信号处理功能等。
工作条件：红外温度传感器所处的环境条件对测量结果有很大影响，应加以考虑、并适当解决，否则会影响测温精度甚至引起测温仪的损坏。
控温系统主要基于温度传感器，玻璃中间的薄膜上有细微电路，在选择透过系统中的材料可调节性的电流主要用于控制温度传感器的功能，变色玻璃的基础上，加入这一薄膜三重系统相互联系，相互控制。温度传感器的使用通过电流供电，通过光的强弱和温度的高低进行调节。
5.结语
智能建筑是集现代科学技术之大成的产物。其技术基础主要由现代建筑技术、现代电脑技术现代通讯技术和现代控制技术所组成。在智能建筑中，智能玻璃幕墙体系发挥着不可替代的作用节约电能并减少设备使用，三重系统变色玻璃在调节光线的同时也在调节着室内温度，这种双效应可以减少空调设备的使用，也可以减少遮光板或其他遮阳设备的使用。前景十分可观。
参考文献：
[1]曹晖、杜海燕、孙家跃.有机光致变色化合物及其应用[J].材料导报，2006年S1期
[2]吴华峰、李士琦、朱荣、王玉刚、胡卫.太阳能非碳冶金电热转换单元结构设计及热模拟研究[A].第十三届（2009年）冶金反应工程学会议论文集[C].2009年
[3]陈远金、程永进、吴雄伟.红外线温度传感器的设计与实现.《中国设备工程》，2006年07期