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摩洛哥建筑智能墙集成二氧化钒的能源性能与成本分析数值研究

DOI：10.1016/j.solener.2018.12.062 期刊：Solar Energy 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:23:52
摘要： 二氧化钒（VO?）等热致变色材料能够根据环境温度调节其红外反射率。这类智能材料在智能窗户和智能屋顶等领域具有应用前景。本文通过数值模拟研究了钨（W）掺杂VO?作为智能外墙层对地中海气候区建筑能耗的影响。采用Matlab实现的有限差分法计算了含/不含W掺杂VO?墙体的温度分布，计算过程中考虑了W掺杂VO?吸收率随室外温度动态变化的因素，测算了衰减系数、时间延迟、传热量以及制冷/制热峰值负荷。结果表明：夏季室内表面温度根据朝向不同可降低2-3°C；使用W掺杂VO?带来的月均制冷节能率约70%，相当于每月节省21.6美元电费。冬季时W掺杂VO?保持与未保温墙体相同的吸收率，因此室内表面温度和供暖能耗差异较小。将W掺杂VO?应用于智能热控墙体隔热系统，可实现建筑围护结构太阳吸收率的实时动态调节，使智能墙体概念更具可行性。
作者： Omar Iken，Amine Zoubir，Khalid Sbaia，Maryam Dlimi，Rachid Agounoun，Imad Kadiri，Sa?f ed-D?n Fertahi
AI智能分析
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

为了数值研究在地中海气候（特别是摩洛哥城市梅克内斯）中，掺钨二氧化钒（VO2）作为智能外墙涂层对建筑能耗的影响。

研究成果

掺钨二氧化钒（W-VO?）材料的应用可使夏季室内表面温度降低2-3°C，实现70%的制冷能耗节约且供热能耗损失极小。该材料能实时动态调控太阳吸收率，使智能墙体技术在地中海气候区的节能建筑中成为可行方案，投资回收期约为4年。

研究不足

该研究为数值模拟而非实验研究；其假设了特定的材料特性和气候数据。钨掺杂使光学调制率降低20%，限制了冬季性能表现。该模型为一维模型，可能无法捕捉现实中的所有复杂因素。

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