一、研究背景及意义

我国现有高能耗住宅面积超过400多亿平米，这些建筑的冷却能耗平均是发达国家相应建筑的3倍，超过30%的建筑能耗应用于建筑冷却中，开展降低建筑冷却能耗的研究工作，已成为绿色建筑节能领域发展的必然趋势，具有重大的科学、经济和社会价值。

目前，实现建筑冷却的主要途径包括：1、利用暖通设备；2、利用自然界低温物体。3、利用岩棉、矿渣棉等导热系数低的隔热材料作为墙体隔热层。存在能耗高、不环保等难点。

与传统增强建筑的热传导和对流方式相比，辐射调控冷却具有无能源消耗、无环境污染、无操作媒介和操作便捷等优势(见图1A)。太阳辐射波段：太阳辐射（0.3~4μm）总功率密度可达1000 Wm⁻²（图1B）。减少建筑太阳辐射吸收、增强建筑太阳辐射反射对于减少夏季建筑热量输入有着积极的作用。红外辐射波段：调控建筑红外辐射特性（4~20μm），尤其在大气窗口波段（3~5μm和8~13μm），增强建筑热量耗散（见图1C）。由于太阳辐射波段（0.3~3μm）与建筑红外辐射波段（4~20μm）的不重合，需对两个辐射波段实行选择性调控：最大限度的反射或散射太阳辐射；最大限度的提高建筑大气窗口波段辐射性能。

图1 (A)传统建筑热管理方式与辐射调控建筑冷却对比，（B）太阳辐射功率密度和（C）大气红外辐射波段透过率

二、技术先进性

1. 本作品针对当前建筑散热能耗高、污染大等方面缺乏高效解决方案的研究空白，符合国家节能减排、绿色发展的战略，具有明显的前瞻性。

2. 选用纤维素为主要功能体，具有来源广泛、成本简单的优势。

3. 将建筑冷却从以高能耗的压缩机或热泵策略拓展为无能耗全天候(白天与夜晚)多波段辐射调控，可实现建筑墙体6℃的降温。

图2 辐射制冷膜宏观图及微观结构

图3 辐射制冷效果对比图

三、成熟度

已完成实验室的性能测试。

四、知识产权情况

已经授权相关专利3件，发表SCI论文5篇

1. Xuejie Yue; Tao Zhang*; Dongya Yang; Fengxian Qiu*; Gengyao Wei; Hou Zhou; Multifunctional Janus fibrous hybrid membranes with sandwich structure for on-demand personal thermal management[J]. Nano Energy, 2019, 63: 1-10. (热辐射方向，SCI一区Top期刊，IF: 17.881)

2. Xuejie Yue; Hai Wu; Tao Zhang*; Dongya Yang; Fengxian Qiu*; Superhydrophobic waste paper-based aerogel as a thermal insulating cooler for building[J]. Energy 2022, 245:123287. （热辐射方向，一区Top期刊，IF: 7.147）

3. Xuejie Yue; Tao Zhang*; Dongya Yang; Fengxian Qiu*; Gengyao Wei; Yuanfei Lv; Robust Janus fibrous membrane switchable infrared radiation properties for potential building thermal management application[J]. Journal of Materials Chemistry A, 2019, 7(14): 8344-8352. (热辐射方向，SCI一区Top期刊，IF: 12.732)

4. Xuejie Yue; Meiying He; Tao Zhang*; Dongya Yang; Fengxian Qiu*; A laminated fibrous membrane inspired by polar bear pelt for outdoor personal radiation management[J]. ACS Applied Materials & Interfaces, 2020, 12(10): 12285-12293. (热辐射方向，SCI一区Top期刊，IF: 9.229)

5. Xuejie Yue; Tao Zhang*; Dongya Yang; Fengxian Qiu*; Zhangdi Li; Gengyao Wei; Yu Qiao; Ag nanoparticles coated cellulose membrane with high infrared reflection, breathability and antibacterial property for human thermal insulation[J]. Journal of Colloid and Interface Science, 2019, 535: 363-370. (热辐射方向，SCI一区Top期刊，IF: 8.128，ESI高被引论文)

1. 岳学杰，张涛，杨冬亚，邱凤仙，顾斌，戴玉婷，一种红外辐射Janus膜的制备方法及其应用于建筑节能[P]，2019，中国，ZL201910171944.8

2. 张涛，岳学杰，陈浩，杨冬亚，邱凤仙，徐吉成，一种人体保温用Janus红外辐射膜及其制备方法[P]，2019，中国，ZL201910171933.X

3. 岳学杰, 张涛, 何美莹, 杨冬亚, 邱凤仙, 李张迪，一种室外保温复合材料及其制备方法与应用[P]，2020，中国，ZL202010021894.8

五、预期效益

共同实现辐射制冷膜的扩大生产。

六、希望合作的企业类型

   太阳能利用、建筑新材料等相关企业。