兴办能耗正在环球总能耗中拥有明显比重，越发正在供暖、制冷和照明方面。跟着可陆续生长理念的深切，兴办不再被视为静态的回护布局，而是逐步演变为或许与情况动态交互的智能体系。这种理念的更动受到生物体系的诱导，将兴办围护布局视为一品种似“皮肤”的动态界面，或许凭据情况温度自决调整其光学与热学机能，从而实行能源结果的最大化和室内惬意度的优化。正在这一布景下，热呼应光谱自适合围护布局应运而生，成为零能耗兴办考虑的前沿宗旨。与依赖外部能源输入的主动式体系（如电致变色窗）差异，被动式热呼应体系因其布局简便、无需外部电力、资料可陆续等上风，受到渊博体贴。这类体系通过动态调整太阳辐射的透射与反射以及长波红外辐射的发射，实行对兴办热情况的自决料理，明显低浸对死板供暖、制冷和人工照明的依赖。本文综述了热呼应智能围护布局的最新发扬，涵盖透后构件（如智能窗）与不透后构件（如辐射涂层），核心考虑其正在可睹光、近红外与长波红外波段的光谱调控才能，以及资料-布局一体化安排正在差异天色条款下的适合性。

　　本文盘绕热呼应光谱自适合围护布局，从智能窗、智能墙体、体系级集成三方面睁开。开始是热呼应智能窗技巧，智能窗举动透后围护焦点，需正在差异温度下精准调控各频段辐射。文献核心考虑了二氧化钒（ VO2 ）、水凝胶、钙钛矿三类焦点资料，通过布局安排实行众频段光谱调整。此中 VO2 基智能窗的办事道理为 VO2 正在 68 ℃ 发作金属 - 绝缘体相变，低温下对近红外透后，高温下反射近红外；连接法布里 - 珀罗光学腔布局，可扩展至长波红外调控。其合节考虑有王等人安排了“ VO2 纳米复合涂层 +PMMA 间隔层 +ITO 低辐射涂层”布局（图 1(b) 所示）， 20℃ 时长波红外发射率 0.21 ， 90 ℃ 时升至 0.61 ，但可睹光透过率仅 27.8% （冷态）与 26.1% （热态），存正在透光性不敷题目。李等人用氢掺杂氧化铟（ IHO ）取代 ITO （图 1(c) 所示），近红外透过率擢升至 79.8% ，近红外功率调控率提升 70% ，旧金山办公兴办模仿显示年节能达 20% ， CO2 排放量省略 14-244 吨 / 年。孙等人开辟“ VO2 超轮廓 +SiO2+AZO 反射层 +CaF₂ 基底”布局（图 1(a) 所示）， 30 ℃ 与 90 ℃ 下可睹光透过率均达 62% ，长波红外发射率可正在 0.55-0.81 间调控，平均透光性与热调整才能。该技巧的革新冲破为李等人提出 3D 自卷曲 VO2 纳米膜安排（图 1(d) 所示），低温下膜卷曲透露透后基底，可睹光透过率 61.01% ；高温下睁开遮挡光芒，太阳辐射调制率（ ΔTsol ）达 42.14% ，粉碎守旧 VO2 窗透光性与调制率的 trade-off 。

　　图1.二氧化钒（VO2）热致变色智能窗；(a) 法布里-珀罗（Fabry–Pérot）布局示妄念，以及VO2顶层正在金属态与绝缘态下的波撒播处境；(b) （i）具有长波红外（LWIR）调制功用的VO2基智能窗布局示妄念；（ii）该智能窗实物照片；（iii）该智能窗的光谱呼应弧线；(c) (i）氢掺杂氧化铟（IHO）基与氧化铟锡（ITO）基VO2智能窗正在低温和高温条款下的光学光谱；(ii）以铝箔为布景时，IHO基VO2智能窗从20 ℃加热至60 ℃经过中的红外热成像图；（iii）IHO基VO2智能窗的光学光谱；(d) （i）温度诱导VO2纳米膜自卷曲举止的示妄念；（ii）差异温度下自卷曲VO2智能窗的实物照片；（iii）差异热形态下自卷曲VO2智能窗对应的透光光谱。

　　水凝胶基智能窗的办事道理为基于低临界熔化温度（LCST），低温下亲水透后，高温下疏水聚会散射光芒，同时高含水量可实行长波红外辐射冷却。该技巧的合节考虑为李等人制备的PNIPAM-AEMA水凝胶微粒（图2(a)所示），粒径270-420 nm，32 ℃以上发作相判袂，太阳辐射调制率81.3%，低温可睹光透过率87.2%，笼盖可睹光与近红外频段。陈等人开辟的PND 水凝胶可印刷窗（图2(b)所示），35 ℃时长波红外发射率0.81，45 ℃时升至0.94，福州区域模子房测试显示年室内降温达7.3 ℃，节能9.51 kJ/m3。又有林等人安排的“PNIPAM水凝胶+银纳米线(d)所示），高温下水凝胶失水，银纳米线层与水分子协同效力，长波红外发射率转移率84.6%，北京模子房模仿显示年节能量是守旧低辐射窗的6.8倍。

　　图2. 水凝胶热致变色智能窗；(a) （i、ii）水凝胶颗粒通过可调散射举止实行透光率调控的示妄念；（iii）基于聚N-异丙基丙烯酰胺-2-氨基乙基甲基丙烯酸酯（PNIPAM-AEMA）水凝胶的智能窗透光光谱；(b) （i）夏日差异时段拍摄的聚（N-异丙基丙烯酰胺-co-N,N-二甲基丙烯酰胺）（PND）水凝胶智能窗实物照片；（ii）PND 水凝胶智能窗正在35-45 ℃温度周围内的透光光谱与热发射率弧线；(c) 聚偏氟乙烯@聚N-异丙基丙烯酰胺（）复合膜正在差异温度下的发射率光谱；(d) 具有长波红外（LWIR）调制功用的水凝胶智能窗正在低温与高温条款下的涌现：（i）办事道理示妄念；（ii）光学光谱；（iii）低温条款下（上图）与高温条款下（下图）的可睹光图像及红外图像。

　　钙钛矿基智能窗的办事道理为金属卤化物钙钛矿低温下透后，高温下发作相变转为强罗致态，主打可睹光调控；通过与其他资料复合，可扩展至近红外与长波红外频段。该技巧的合节考虑为刘等人安排了“水合MAPbI3-xClx钙钛矿+CWO光热层+低辐射涂层”（图3(a)所示），CWO罗致78%近红外并转化为热，触发钙钛矿相变；香港户外测试显示峰值日照下室内降温8 ℃，新加坡办公兴办年节能13.8%。刘等人开辟三态智能窗（图3(b)所示），将MAPbI3钙钛矿与钨掺杂VO2连接，37 ℃时VO2调控近红外，51.5 ℃时钙钛矿调控可睹光，实行“高透光-近红外遮挡-全太阳遮挡”三态切换，合肥户外测试降温3.4 ℃，迈阿密区域年节能102.09 MJ/m2。

　　图3.钙钛矿热致变色智能窗；(a)（i）T-PCL智能窗的布局与办事道理示妄念；（ii）T-PCL智能窗的实物照片；（iii、iv）T-PCL智能窗的透光光谱与发射率光谱；（v）T-PCL智能窗（含低辐射（Low-E）涂层与不含低辐射涂层）的红外图像；(b)（i）三态热致变色钙钛矿智能窗正在低温、中温、高温条款下的办事道理示妄念；（ii）该智能窗对应差异温度条款的透光光谱。

　　其次是热呼应智能墙体技巧，墙体举动不透后围护组件，需通过反射与罗致调控辐射，低温吸热保热，高温反射散热。文献核心考虑四类涂层技巧，治理墙体全天候热料理题目。此中VO2基辐射涂层的办事道理为运用VO2相变调整长波红外发射率，连接众层布局实行太阳光谱与长波红外的协同调控。该技巧的合节考虑有敖等人安排了“VO2/Al2O3/Al”众层布局（图4(a)所示），高温下VO2呈金属态，长波红外发射率0.25，太阳罗致率0.89（日间吸热）；低温下VO2透后，发射率升至0.75（夜间散热），实行24小时连气儿能量料理。唐等人开辟了“WxV1-xO2微块+BaF2介质+银反射层”布局（图4(b)所示），低温发射率0.2（保热），高温达0.9（散热），夏日比守旧白色涂层降温3.6 ℃，冬季升温2.9 ℃。

　　图4.基于二氧化钒（VO2）的热致变色辐射涂层；(a)（i）VO2/Al2O3/Al 众层膜的实物照片、侧视扫描电子显微镜（SEM）图像，以及浮现其层布局的示妄念；（ii）该众层膜正在相变温度以下与相变温度以上的罗致率/发射率光谱；(b)（i）嵌入钨掺杂二氧化钒（WxV1-xO2）微块的众层布局示妄念；（ii）该布局正在低温与高温条款下对应的光学光谱。

　　水凝胶基辐射涂层的办事道理为通过水凝胶的透后-散射相变，连接底层罗致/发射层，实行太阳辐射与长波红外的双向调控。该技巧的合节考虑为闵等人开辟了“PNIPAM-Al2O3纳米颗粒水凝胶+还原氧化石墨烯底层”bilayer膜（图5(a)所示），高温下水凝胶散射，太阳反射率0.962，长波红外发射率0.95（散热）；低温下透后，底层罗致太阳辐射（罗致率0.941），户外测试实行5 ℃降温与8 ℃升温。又有唐等人安排的“SiO2纤维层+PNIPAM水凝胶”自适合涂层（图5(b)所示），低温下拔取性长波红外发射率0.85（省略大气热增益），高温下转为宽带发射率0.92（高效散热），户外测试亚情况与超情况条款下离别降温4.1 ℃与12.4 ℃。

　　图5.水凝胶基热致变色辐射涂层；(a)（i）智能热控（STG）膜的示妄念（该膜由太阳能罗致涂层及其上方的可切换水凝胶层组成），以及该膜正在制冷形式与制热形式下的光学光谱；（ii）智能热控（STG）膜的实物照片；(b)（i）红外光谱拔取性调控水凝胶辐射冷却（ISRC）体系的办事道理示妄念；（ii）红外光谱拔取性调控水凝胶辐射冷却（ISRC）体系正在拔取性辐射条款与宽带辐射条款下的光学光谱。

　　热致变色微胶囊（TCMs）涂层的办事道理为微胶囊内染料随温度发作颜色相变，调控太阳反射率；连接中空玻璃微珠、高发射率基质，实行散热与美学兼容。该技巧的合节考虑有王等人开辟的“PDMS+中空玻璃微珠+TCMs”涂层（图6(a)所示），25 ℃以下呈彩色（太阳反射率 0.879），25 ℃以上变白（反射率0.947），长波红外发射率0.94，南北中邦都市测试显示冷热态温差9.5 ℃。孙等人用羧基纤维素纳米纤维（C-CNFs）与无定形碳酸钙（ACC）复合 TCMs（图6(c)所示），蓝色冷态罗致太阳辐射，白色热态反射，可睹光调制率60%，海口区域制冷节能40 MJ/m2，石家庄制热节能18 MJ/m2。

　　图6.热致变色微胶囊基辐射涂层；(a) 聚二甲基硅氧烷/中空玻璃微珠/热致变色微胶囊（PDMS/HGB/TCMs）涂层正在20 ℃与30 ℃下的实物照片；(b)（i）超疏水一体化冷却（SAC）涂层膜正在低温与高温条款下的差异颜色实物照片，以及对应的光学光谱；（ii-iv）超疏水一体化冷却（SAC）涂层的润湿性与超疏水性机能测试结果；(c)（i）竹源纤维素原纤维的微观示妄念，以及由无定形碳酸钙（ACC）聚会体、羧基纤维素纳米纤维（C-CNFs）与热致变色微胶囊（TCMs）组成的涂层微观布局示妄念；（ii）织物正在有色形态与无色形态下的实物照片；(d)（i）具有发电功用的超资料薄膜实物照片；（ii）开途电压、短途电流及功率密度弧线。插图浮现单滴自来水驱动商用发光二极管（LED）的才能。

　　热致形变涂层的办事道理为基于形势追忆鸠合物（SMP）或合金的热致形变，物理切换高/低反射/发射轮廓的大白面积，实行热料理形式转换。该技巧合节考虑为张等人安排的“高发射率冷却层+低发射率吸热层+双向SMP驱动器”（图7(a)所示），低温下驱动器卷曲透露吸热层（太阳罗致率0.91），高温下睁开透露冷却层（长波红外发射率0.97），天津测试制冷功率126 W/m2，制热功率860 W/m2。张等人受喜马拉雅兔毛发变色诱导（图7(b)所示），连接热致变色颜料与SMP线圈，低温呈深色低发射态（吸热），高温呈淡色高发射态（散热），香港测试夜间升温1.98 ℃，日间降温8.79 ℃。

　　图7.用于辐射调控的热致驱动形变涂层；(a)（i）辐射热料理器件正在制热形式与制冷形式下的实物照片；（ii）对应的光学光谱；(b)（i）双形式器件正在加热板加热经过中的可睹光图像与红外图像（直观浮现可睹光热致变色与红外热致变色性子）；（ii）双形式器件正在制热形式与制冷形式下的光谱性子；(c) 热阻可切换器件正在高温与低温情况条款下的布局示妄念。

　　结果本调资料革新需与兴办体系连接，通过与光伏（PV）、众层围护组件集成，实行“能源调控+能源坐褥”协同。开始是智能窗与光伏集成考虑，孟等人将W-VO2层与钙钛矿太阳能电池连接（图8(a)所示），25 ℃年华电转换结果15.4%，45 ℃升至16.1%，同时近红外调制率10.7%，实行“遮阳+发电”双功用。牛等人安排的“百叶布局硅太阳能电池+水凝胶层”（图8(c)所示），可睹光透过率90%，太阳调制率54%，光电转换结果18.24%，分身透光性与能源产出。

　　图8.智能窗与光伏体系的协同集成；(a)（i）基于二氧化钒（VO2）的光伏智能窗薄膜布局示妄念；（ii）该智能窗正在差异温度下的对应透光光谱；(b)（i）基于水凝胶的光伏智能窗布局示妄念；（ii）该智能窗正在低温与高温条款下的对应透光光谱；(c)（i）众层百叶布局水凝胶-太阳能电池智能窗的横截面示妄念；（ii）该器件正在差异温度下的光学透光率转移；（iii）该智能窗正在差异情况条款下的办事形态示妄念；(d)（i）甲胺铅碘（MAPbI3·xCH3NH2）热致变色钙钛矿窗正在褪色态（低温）与着色态（高温）下的波长依赖性透光率弧线；（ii）该窗口正在晦暗情况（低温态）与光照条款（高温态）下测得的电流-电压性子弧线；(e)（i）铯铅碘溴（CsPbI3-xBrx）热致变色钙钛矿窗正在透后态（玄色弧线）与着色态（赤色弧线）下的透光光谱及对应实物照片；（ii）该窗口正在低温与高温条款下测得的电流-电压弧线。

　　然后是辐射涂层与光伏集成的考虑。众么人正在众结太阳能电池轮廓笼盖透后辐射冷却膜，户外测试电池降温6 ℃，光电转换结果擢升1.3%，且50天后结果保存率80.9%（未涂层仅6.1%）。龚等人正在双面光伏板四周屋顶涂覆光致发光辐射冷却涂层，屋顶降温15 ℃，光伏功率输出擢升23%，371个中邦都市模仿显示年发电增量30-37%。

　　结果是众层围护组件集成考虑。吴等人将热致变色水凝胶玻璃与催化特朗勃墙连接（图9(a)所示），20-25 ℃间太阳透过率从0.9降至0.3，墙体轮廓降温3.2 ℃，甲醛去除率44.6%，实行“热调整+气氛净化”。宣等人安排“辐射冷却模块+PV/T模块”（图9(d)所示），夏日翻开冷却模块透风话柄行被动降温（室内降温7.2 ℃），冬季合上透风口运用 PV/T 模块加热气氛（室内升温2.7 ℃），香港测试验证全天候适合性。

　　图9.兴办围护布局中的众层功用集成；(a)（i）集成热致变色水凝胶玻璃的催化型特朗勃墙体系示妄念；（ii）该体系的运转道理图；(b) 双面光伏透风墙-热致变色（BPVW-TC）体系正在（i）夏日与（ii）冬季运转条款下的示妄念；(c) 低温热催化与天空辐射冷却混淆体系的示妄念；(d) 光伏光热（PV/T）-辐射冷却体系正在制热形式与制冷形式下的办事道理。

　　综上所述，本体裁系综述了热呼应光谱自适合兴办围护布局的考虑发扬，涵盖了VO2、水凝胶、钙钛矿、热致变色微胶囊、形变鸠合物等众种资料编制，及其正在智能窗、辐射涂层、光伏集成与兴办体系中的行使。考虑注明，这类资料通过被动的温度驱动机制，实行了对可睹光、近红外与长波红外波段的光谱调控，明显擢升了兴办的热惬意性与能源结果。总之，热呼应光谱自适合围护布局举动兴办节能与智能化的主要宗旨，其生长将不光推进兴办向“零能耗”对象迈进，也将重塑兴办与情况和人类之间的互动相干，实行真正意旨上的“智能皮肤”。