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超白涂料保持建筑凉爽

来源:米乐6    发布时间:2024-07-20 06:42:04
超白涂料保持建筑凉爽
超白涂料保持建筑凉爽

  在中午阳光的照射下,研究者开发的超白涂料(标记为EL1,EL3)明显比传统白色涂料(右上角,标记为EL2)更凉。这能帮助建筑节省很多能量。图片来自:Jyotirmoy Mandal

  加州大学洛杉矶分校(UCLA)的材料科学家领导的研究团队证实了使用超白涂料能反射多达98%的太阳光。这项进展指出了设计涂料的实用途径,如果在屋顶或房屋的另外的地方用这种涂料,能超过传统白色“楼顶降温”涂料,明显降低降温成本。

  )杂志上,这是通过日间的被动辐射冷却保持建筑凉爽重要又实际的一步。被动辐射是一种自发的过程,外表面反射日光并将热量辐射到空间中,使室内温度降低到环境和温度以下。这能帮助降低室内温度,减少空调的使用和二氧化碳的排放。

  “当你在炎热的夏日穿着白色T恤衫时会感觉比穿深颜色的更加凉快——是因为白色T恤衫能反射更多的阳光,对于建筑物也是同样的原理,”UCLA Samueli工程学院的材料科学与工程副教授、该研究的主要研究者Aaswath Raman说,“房顶被漆成白色的房子会比深颜色房顶的房子内部更加凉快。但是涂料还有别的作用:它们能以红外线的形式反射热量,这是肉眼无法观察到的。这能让建筑通过辐射变得更凉快。”

  目前市场上表现最好的白色涂料通常能反射大约85%来自太阳的辐射,其余被涂料的化学结构吸收。研究人员发现涂料成分的微小改变能带来反射效率的明显提升,能反射多达98%的来自太阳的辐射。

  目前高阳光反射率的白色涂料使用氧化钛制作。这种物质虽然对大多数可见光和近红外线光反射性很强,但是能吸收紫外线和紫光。该材料这种吸收紫外光的特性让它们在防晒霜中很有用,但是也让它们在阳光照射下发烫,这对保持建筑尽可能凉爽有所阻碍。

  研究人员尝试用便宜且容易买到的成分代替氧化钛,比如说画家的一种颜料——重晶石,还有聚四氟乙烯粉末,更广为人知的名字是特氟隆(Teflon)。这些成分帮助涂料反射紫外线。团队还对涂料的配方做了进一步的改进,包括降低聚合物粘合剂的浓度,该物质也会吸收热量。

  UCLA的博士后、施密特科学研究员Jyotirmoy Mandal说:“这种染料产生的降温优势可以在不久的将来实现,因为我们提出的改进在涂料工业能力范围内。”他在Raman的研究团队中工作,并且是该项研究的共同负责作者。

  除了这些优势,作者们也提出了能更加进一步研究的长期影响,包括这种涂料能在哪些地区有更大影响,研究辐射降温技术的污染影响,还有在全世界内,它们能否对地球自身反射太阳热量的能力产生影响。

  研究人员还指出许多市政和政府,包括加州和纽约市,慢慢的开始鼓励新建筑使用降温房顶。

  “我们希望这项工作能激励未来有关超白染料的新举措,不单单是建筑节能,还有减轻城市热岛效应,如果在全世界大量使用,甚至为改变气候平均状态随时间的变化指明一条可实现的道路,”研究降温材料技术多年的Mandal说,“这需要不相同的领域专家的合作,比如说光学、材料科学还有气象学,还需要来自工业和政策方面的专家。”