天太熱了，給它們穿上這個就可以解決！_風聞

當我們感知外界冷暖時，會通過增減衣物維持體温。你知道嗎，不光人類可以這樣，智能化的建材也實現了在低能耗的條件下“脱一層”“穿一層”保持建築物恆定的温度，讓我們一起來看看它是怎樣實現的吧！

建築羣。圖庫版權圖片，轉載使用可能引發版權糾紛

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新型“變色龍”建材橫空出世

**研究人員利用電化學和光學的相關知識，巧妙地設計了一種智能化的建築材料。**這種材料可以根據外界温度的變化發生化學反應，來改變自身的顏色以釋放或吸收能量，彷彿“變色龍”一般。

材料的內部含有可以在固體、液體兩種物相轉換的層，分別是可以保留紅外能量使温度升高的固體銅和可以發射紅外線使温度降低的電解質水溶液。

當材料周圍的温度發生變化時，賦予材料少量的電便可使金屬顆粒發生化學變化，進而調控材料內部的納米顆粒沉積形貌，最終改變材料對於紅外熱輻射的發射率實現對温度的調節。

材料變色示意圖。圖片來源：參考文獻[1]

到了炎熱的夏天，這種建築材料可以釋放出超過 90% 的紅外線熱量使建築物內部温度降低；而到了寒冷的冬季，便只會發射不超過 10% 紅外線以維持建築物內部的温度。在此變化過程中所需的電量極低，可以節省取暖能耗的 8% 左右。有了這種材料，就可以在一定程度上減少天氣突變給我們帶來的不便。

目前科研團隊只研發了不超過 10 釐米寬的材料碎片，材料的組裝、商品化及更好的製造材料的方法還在不斷的探索中，相信智能材料時代的到來會為可持續發展的未來做出更大的貢獻。

材料碎片。圖片來源：參考文獻 1

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還有哪些節能環保建材？

除了上面提到的“變色龍”材料，如今的建築建造中還用到了很多節能環保建材，其中既有人工建材也有天然材料，讓我們一起來看看都有哪些吧。

1. 節能型玻璃

建築物中玻璃佔的面積較大，通過玻璃損失的能量可以達到整個建築物能耗的 50%。夏天烈日產生的強太陽能輻射會透過玻璃使室內的温度升高，冬季室內的熱量可以通過玻璃釋放到外界。可見，使用節能控温玻璃至關重要。

花樣百出的智能化控温玻璃已進入市場。通過在玻璃中添加特殊材料製作而成的變色玻璃在受到太陽光照射後，玻璃的顏色會發生變化，進而影響透光率以實現室內温度的控制。

使用高強度粘結劑將多片玻璃與鋁合金框架粘結制作的中空玻璃具有良好的隔熱效果，在冬季室內的温度可被很好地維持。

此外，在玻璃外鍍上具有不同功能的膜產品，也能實現對光的透過及反射的智能化控制，能有效的增加室內的熱能。低輻射、熱反射等多種功能的玻璃層出不窮，極大地助力節能減排。

節能型玻璃。圖庫版權圖片，轉載使用可能引發版權糾紛

2. 高性能混凝土

混凝土在建築材料中最常使用。高性能混凝土的使用節約了大量的水泥和鋼材，進一步減少了二氧化碳等有害物的排放。

多種功能性的物質也被添加到混凝土中，比如摻入二氧化鈦可吸收空氣中的有害物質。此外，研究人員研發了包含磷光材料的水泥混合物來代替傳統的混凝土，此材料在白天吸收陽光，在晚上可以照亮，從而實現節能。

白天吸收光照，晚上發光的磷光混凝土。圖片來源：ArchDaily

3. 竹材

竹材是一種天然的有機高分子聚合物，主要由薄壁細胞和維管束組成。竹材的抗衝擊性及抗震性強，其內部空腔的結構使其熱傳導效率遠低於混凝土。竹材結構內部通常填充保温棉，因此其保温隔熱性能要遠好於傳統的混凝土，住宅的能耗會大大降低。

竹材。圖庫版權圖片，轉載使用可能引發版權糾紛

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結語

在 2021 年，建築行業相關的能源消耗便超過了全球能源消耗的 30%，二氧化碳的排放也達到了 100 億噸的當量，佔温室氣體總量的 10%。

在這樣的大環境下，低碳、環保、節能、綠色的建築材料的使用對於全人類的可持續發展至關重要。隨着科技的進步，更多智能化的建材也必會被人類使用。我們的生活離不開建材，那麼，就從選擇綠色環保建材開始，共同維護我們美好的家園吧！

參考文獻：

[1] Chenxi Sui, Jiankun Pu, Ting-Hsuan Chen, et al. Dynamic electrochromism for all-season radiative thermoregulation. Nat Sustain (2023). https://doi.org/10.1038/s41893-022-01023-2.

[2]蔡綺婷, 吳燕婷. 推進綠色建材應用 構建產城融合低碳發展新格局[J]. 市場監督管理, 2022(18):1.

[3]吳振兵. 綠色建築材料在建築工程施工中的應用[J]. 工程與建設, 2022(003):036.

[4]張挺. 基於生態城市理念的低碳建築管理體系研究[J]. 城市建築, 2017(8):1.

出品：科普中國

作者：石霧遙 科普創作者

監製：中國科普博覽