涂有“会出汗”的水泥基涂料的建筑,可能有助于在一年中最热的日子里保持社区凉爽。这种物质被称为CCP-30,其开发者表示,初步测试表明它的冷却能力约为市售涂料的10倍。相关研究成果发表在《科学》杂志上。
气温升高时保持凉爽是建筑的最大成本之一。全球约20%的电力用于风扇和空调系统——预计到2050年,这一能源需求将比2016年水平增长45%。与此同时,由于城市热岛(UHI)效应,人口密集的城市往往需要应对更高的温度。如果专家希望缓解这些常威胁生命的状况,解决方案需要兼具创新性和环保性。
许多想法依赖于设计更环保的空调设备和建筑项目。然而,一个国际工程师团队着手开发一种可应用于新旧建筑的产品:一种能大幅提升建筑抵御升温能力的新型涂料。
类似涂料已存在,但它们大多依赖物体通过红外辐射散热的被动冷却过程。这些涂料通常仅限于干燥、晴朗的气候。当外界环境湿度或云层覆盖过多时,这类涂层无法发挥作用。此外,被动冷却通常具有方向性,意味着它在垂直表面或不直接朝向天空的表面上效果较差。
为应对这些挑战,由南洋理工大学研究人员领导的团队从两个主要灵感中获得启发:水泥和出汗。这种建筑材料能吸收大量液体,而出汗是人体利用蒸发被动冷却效应的主要方式。
工程师们从一种主要由硅酸钙水合物组成的白色凝胶开始,随后在纳米级对其进行改造,使其更具多孔性。他们将这种涂料涂抹在一个小型模型房屋上,并将其冷却能力与另外两所房屋进行比较:一所示涂标准外墙涂料,另一所示涂市售辐射冷却涂料。设置完成后,这些建筑在新加坡的自然环境中暴露了两年。
CCP-30的反射、辐射和蒸发综合能力十分显著:数月内,这种新型涂料反射了高达92%的阳光,并将95%的热量以红外辐射形式散发。多孔性还使CCP-30能保留约其重量30%的雨水,随着液体蒸发,这些雨水缓慢提供了额外的被动冷却。重要的是,涂料在吸满水时与光的相互作用也未减弱。
中试测试表明,该涂料可节省30%-40%的电力,研究人员计算其整个生命周期的碳影响比标准涂料低28%。尽管可能在不同地区都有用,但这项发明可能对人口密集的潮湿地区特别有帮助。
特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.