第一作者姓名：鲁易

性别：男

民族：汉族

第一作者学校：杭州市瓶窑中学

第一作者人所在年级：高一

第一作者人所在年级：唐陈浩

性别：男

民族：汉族

第二作者人所在学校：杭州市瓶窑中学

第二作者人所在年级：高一

辅导教师姓名：吴培玉

*结构组成：

本作品框架由一个20cm*30cm*40cm规格的教室模型（由木板与亚克力板通过榫卯结构和热熔胶搭建而成）、摄像机、摄像机支架、18cm*26cm液晶屏、液晶屏支架、通电雾化玻璃、用来模拟太阳光的调光手电筒以及手电筒支架组成。本作品电路由电源(220V50Hz交流电)、摄像机、树莓派、通电雾化玻璃膜以及相应导线构成。

*主要特征：

用到了新型调节气候玻璃并对其进行适用性改进，使玻璃的透光率和反光率不仅可以根据外部环境进行自适应调整，也可以通过电路针对某些条件（如液晶屏反光、开关、软件等）进行调节。同时，新型调节气候玻璃可以通过调节教室内的光环境来对教室内温度进行调整，来达到减少空调使用，减小氟利昂排除以达到保护大气的作用。

*主要用途：

本作品在教室可广泛使用：教学上，可以通过改变透光率来缓解教室内液晶屏反光的情况，以改善课堂效率，保护学生视力，

；气候上，可以有效控制教室内温度，减小空调的使用，减小氟利昂的排出改善气候，安装玻璃可以本代替建筑挡光，减小建筑扬尘的产生。新型调节气候玻璃反光率低，可以减轻光污染。

*创新点：

用到了新型调节气候玻璃并对其进行适用性改进，使玻璃的透光率和反光率不仅可以根据外部环境进行自适应调整，也可以通过电路针对某些条件（如液晶屏反光、开关、软件等）进行调节。同时，新型调节气候玻璃可以通过调节教室内的光环境来对教室内温度进行调整，来达到减少空调使用，减小氟利昂排除以达到保护大气的作用。

*创意设想：

*提出的问题和要解决的问题：

学校有空间大，在夏日开启空调难免会有耗电过多的情况。 同时，夏日光强度强，经常出现在某些特定时间内太阳强光通过液晶屏的镜面反射直射入人眼引起学生不适，而拉上窗帘又因光强度较低危害学生视力的矛盾情况。试提出，是否可以改变教室内某一特定构建以达到既不改变教室原有结构，不加装大型额外结构，又可以对液晶屏反光进行检测并统一反馈到全校做出反馈，并改变教室透光，并通过教室透光对教室温度进行改变的装置？

研究问题的原因和意义：

随着碳达峰碳中和目标的确立，气候问题是当今环境治理的一大重要问题。学校有空间大，在夏日开启空调难免会有耗电过多的情况。 同时，夏日光强度强，经常出现在某些特定时间内太阳强光通过液晶屏的镜面反射直射入人眼引起学生不适，而经过讨论，我们发现这两个问题本质上是同一的，是可以通过调节窗户的一些参数改变的。本作品有效的解决了在教学上的液晶屏反光等问题，并且在此基础上可对气候进行调节。还可减弱辐射强度，从而达

*实现构思：

我们制作了两个20cm*30cm*40cm的教室模型，并组装了液晶屏。第一个模型装上了教室常用的普通玻璃；在第二个模型上，采用改装过的气候控制调光玻璃充当玻璃并接通和调制电源，并且利用树莓派对其电源进行控制。在此基础上进行对比实验。我们发现，在6万勒克斯的光强度下，采用了气候控制调光玻璃的模型内部升温明显比对照模型升温低，并且调节反光卓有成效。在冬天，采用了调光玻璃的模型内部温度明显比对照组高。

*科学原理：

气候上，采用调节玻璃，对玻璃透光率进行控制来达到调控室内温度的效果，可以减少空调使用量，达到省电减排的效果。电路上，本作品通过摄像头对液晶屏进行监控，树莓派对图像进行数字分析，将过暗的点筛除出统计结果，并计算灰度图方差的以分析是否存在因太阳直射或经过镜面反射产生的曝点，并且控制继电器将电源接通至通电雾化玻璃上，实现对通电雾化玻璃的两个（或多个）状态的调控。

*优点：

本作品有效的解决了在教学上的液晶屏反光等问题，并且在此基础上可对气候进行调节。还可减弱辐射强度，从而达到相比于普通玻璃与调光玻璃更加环保与节能的效果。且可以在教室原有结构上进行改造，成本较低，切实可行，应用市场范围较广，还可通过调节室内温度降低空调负荷，节约电能，减少了发电过程中对大气的污染。并可通过本作品替代建筑内外遮阳以节省建筑材料，避免了建筑过程中的粉尘污染。