随着能源问题日益凸显,节能减排成为大势所趋。我国能源消耗数据中,建筑能耗占比约为25%,而建筑在使用过程中,照明、采暖和空调能耗约占建筑总能耗的80%。由此可见,“光”和“热”是影响建筑能耗的两大重要因素。太阳能是一种蕴藏丰富的清洁能源,具有很大的开发和应用潜力,本课题属于太阳能的应用研究范畴。利用镜面反射原理为室内提供光和热的理论设想已经被前人所证实,其中不乏可靠的技术探索。基于这些理论设想,本课题进行了实践探索,研究成果为“智能镜面”。经过三个版本的迭代升级,已经趋于成熟。该装置是一种自动追踪和定向反射太阳直射光的采光和采暖设备,其主要组成部分包括镜面系统和控制系统。其优点在于结构简单、造价可控和定位精准。其运行原理是:根据预先计算好的太阳运动轨迹,通过控制器实时跟踪,然后借助俯仰和水平方向的电机对镜面实时调整,将太阳直射光定向反射到指定建筑物的室内。以此来改善室内的光环境和热环境,最终达到改善室内采光和采暖的节能目的。为了验证其实际应用效果,笔者于2018年5月至2019年4月在大学教室中进行了相关实验。在室内热环境评价的实验中,笔者选用了PMV-PPD指标来对室内热舒适度进行评价。在室内光环境评价的实验中,笔者选用了模糊综合评价法来对室内光舒适度进行评价。对比实验表明:“智能镜面”确实有助于改善北向采光房间室内的热环境和光环境舒适度,达到了辅助采暖和采光的目的,进而可以间接降低了采暖和照明能耗。此外,在实验过程中“智能镜面”也暴露出一些待改进之处,例如眩光问题、入射光质量问题和抗风性能等问题。“智能镜面”经过近一年的实际运行已经积累了诸多应用反馈,为了实现大规模地推广应用,笔者系统总结了相关问题并提出了改进策略。“智能镜面”对于改善北向房间室内的光热缺陷具有很强的实践意义,既可以应用于既有建筑的节能改造,也可以结合新建建筑一体化设计。