研究表明普通塑料可以随着季节变化被动地冷却和加热建筑物
普林斯顿大学和加州大学洛杉矶分校的研究人员开发出一种被动机制,可以在夏天为建筑物降温,在冬天为建筑物供暖。
在 6 月 27 日发表在《细胞报告物理科学》杂志上的一篇文章中,他们报告说,通过将建筑物与其环境之间的辐射热流限制在特定波长内,由普通材料制成的涂层可以实现节能和热舒适度,这超出了传统建筑围护结构所能达到的效果。
“随着全球气温升高,维护适宜居住的建筑物已成为一项全球性挑战,”研究员、普林斯顿大学土木与环境工程助理教授 Jyotirmoy Mandal 表示。“建筑物以辐射的形式与周围环境交换大部分热量,通过调整其外壳的光学特性以利用辐射在环境中的行为方式,我们可以以新颖而有效的方式控制建筑物内的热量。”
辐射热由电磁波传播,无处不在——当阳光照射到我们的皮肤上,或者当电热圈加热房间时,我们都能感受到辐射热。通过控制辐射热来调节建筑物温度是一种常见的做法。大多数建筑物都使用窗帘遮挡阳光,许多建筑物将屋顶和墙壁漆成白色以反射阳光。
“如果我们看看希腊的圣托里尼岛或印度的焦特布尔等历史名城,就会发现通过让屋顶和墙壁反射阳光来给建筑物降温的做法已经实行了几个世纪,”加州大学洛杉矶分校材料科学与工程系副教授、研究员阿斯瓦斯·拉曼 (Aaswath Raman) 表示。“近年来,人们对反射阳光的凉爽屋顶涂层产生了浓厚的兴趣。但给墙壁和窗户降温是一项更加微妙和复杂的挑战。”
屋顶通常可以看到天空。这使得凉爽的屋顶涂层能够反射阳光,并将长波热量辐射到天空,最终辐射到太空。另一方面,墙壁和窗户大多可以看到地面和邻近的建筑物。
在炎热的天气里,它们会因为炎热的街道、人行道和附近建筑物散发的热量而变暖。这意味着,即使墙壁和窗户向天空散发热量,它们也会被地球加热得更多。在寒冷的天气里,陆地环境变得更冷,从而从墙壁和窗户中吸走热量。
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