长江日报大武汉客户端7月12日讯（记者杨佳峰 通讯员高翔）一张薄膜用剪纸工艺加工后，固定在窗户上，夏天能降温、冬天能保暖。
日前，华中科技大学武汉光电国家研究中心胡彬教授团队将传统剪纸技术与建筑围护巧妙结合，用剪纸技术将二维平面薄膜材料快速变身为三维立体结构，设计了一种面向节能窗的薄膜材料，该剪纸薄膜能够通过调节窗户的热辐射角度，使窗户在被动制冷—保温模式间切换，为低碳建筑的设计提供了一种新思路。
相关成果发表在《Research》（Research,2023:6,0103）上。
胡彬教授和他设计的剪纸薄膜窗。
记者杨佳峰 摄胡彬教授致力光调控材料提高能源的利用效率的研究。
三年前，在国家碳中和目标的牵引下，胡彬关注到建筑围护是助力低碳节能的重要途径，他从古老的剪纸艺术上获得灵感，在窗户外加上一层剪裁过的薄膜，通过轻轻拉伸，这个薄膜就能从二维平面变成可以动态控制窗户热辐射角度的三维结构，“剪纸艺术可以做到这一点”。
老家浙江慈溪的胡彬，自小就看奶奶做剪纸，寥寥几刀剪出的各种美丽窗花让他印象深刻。
有了把剪纸结构引入建筑节能研究的设想后，胡彬带领两名硕士生周熙书、殷涵之开始攻关设计，他们用激光替代剪刀做成的剪纸薄膜与“窗花”有异曲同工之妙，通过控制“窗花”的翻转角度就可以调控室内温度。
他们估算了全球各地不同气候区特定建筑的能耗，表明安装了剪纸围护结构窗户的建筑由于更能适应气候的变化，理论上每年节约的暖通空调能耗最高可比常用的Low-E节能窗高一倍。
双模式剪纸结构的设计概念和工作原理。
“有效调节建筑热辐射是减少建筑能耗的有效途径之一。
”胡彬介绍，窗户是建筑中的节能薄弱环节，通过窗户的室内外热交换占比可达45%，优化窗户的热性能可以显著提高建筑的节能效率。
通常窗户在夏天烈日暴晒下会变热，通过控制剪纸薄膜偏转角度就可以引导窗户的热辐射最大限度地进入户外，从而实现窗户的降温。
在这种制冷模式下，具有剪纸结构的模型日间温度相比于普通窗户低3.3℃。
若将剪纸薄膜的辐射角度调整到保温模式，剪纸薄膜上的低辐射层能抑制窗户热量的散发，夜间能将温度保持在高于环境温度3.9℃。
“这种窗户设计尤其适用于类似武汉这种冬冷夏热的气候环境”。
只要给“窗花”加载不同方向的预应力，剪纸结构可以实现翻转，在保温和制冷模式之间切换，就像给窗户穿了一件冬暖夏凉的衣服。
胡彬表示，窗户面积在建筑中的占比越来越高，透明的剪纸薄膜围护不仅能让可见光进到室内，也能控制窗户的热辐射，既不影响白天采光又能降低室内调温能耗。
可以预见，在已有建筑改造及未来装配式建筑节能领域具有巨大的应用潜力。
“目前，面向建筑节能窗领域，材料的耐候性及大尺寸加工技术仍是需要克服的问题。
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