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建筑专家:如何不用空调让建筑保持凉爽

http://www.mkgwz.club 2019-08-07 来源:界面新闻 作者: 发表评论(0)

  气候愈来愈热,我们对空调的需求日益增加,可温室气体排放量也随之增长。如何避开这个死循环?

如何不用空调让建筑保持凉爽

?#35745;?#26469;源:Matt Hinsta/Flickr., CC BY-NC-ND

  天气越热,开空调的人就越多。如今,空调在世界各地方兴未艾,日益普及。预计到2050年,全球将有约三分之二的家庭拥有空调,为建筑降温的能源需求将增加?#22870;丁?#19981;过,除非所有空调利用的都是可再生能源,它们将会导致更多温室气体被排放出来,进一步加剧全球变暖,之后的夏季?#19981;?#21464;得更加酷热难耐——这无疑是一个恶性循环,但并非不可避免。我们也可以变通思维:在设计阶段就充分考虑并优化建筑的隔热效果。

  遮光窗户和篷罩

  开?#24052;?#39118;是人们给建筑降温的常见做法,但这样做充其量也只能使室内的气温与室外持平。事实上,隔绝热量的捷径是选好隔热材料和窗户朝向。由于夏天太阳位置高,像遮阳篷顶和百叶窗板这种横向的外?#31354;?#32617;就能够有效阻挡来自室外的光照和热量。

如何不用空调让建筑保持凉爽

有时隔热比制冷更好 ?#35745;?#26469;源:Shutterstock

  朝东和朝西的窗户遮阳效果较差,百叶窗和窗帘也不是很好的选择,因为它们会阻碍视线和阳光;如果安装在窗户内侧,热量还是一样会进入室内。所以,像我们在法国和意大利那种老建筑上经常看到的那种安装在建筑外部的百叶窗板其实是更明智的选择。

  隔热涂料和涂层

  现如今,利用屋顶隔热涂料给楼体表面降温的做法也很普遍。与传统涂料相比,这种特殊涂料能?#29615;?#23556;太阳辐射中的可见光以及部分红外线,使建筑表面温度降低10℃以上。用于窗户的高性能热反射玻璃涂层的散热表现也十分优异,这?#26893;?#26009;能够对光和热在玻璃上的通过率进行选择性的控制:将大量太阳光的能量阻挡在外,?#32422;?#23569;穿过窗户进入室内的热量,同时丝毫不影响采光。

  还有可以根据光线强弱改变透明度的光致变色玻璃(有些墨镜也应用了这种原理)以及在天气热时颜色自动变深的热致变色玻璃,效果都很不错。甚至连在天气炎热时反射光和热、寒冷时又能吸收光和热的热致变色涂料也将很快面世。

  隔热的建筑材料

  采用砖石或混凝土建造或建于地下的房屋会让人感觉更凉爽,因为这些材料热容大(即能够缓慢地吸收和释放热量),使温度变化随着时间的推移变得?#20132;海?#35753;室内在白天更凉快、夜间更暖和。如果你曾在盛夏时节去过意大利的岩石教堂,想必肯定体会到了这种降温效果。

如何不用空调让建筑保持凉爽

  室内比室外更凉快

  遗憾的是,现代建筑的热容通常都很小,而热容大的建筑材料往往又因为被石膏板或地毯覆盖而影响了性能。如今采用木材的建筑也越来越多,尽管用木材建造的房屋对环境影响小,但其热容也小得可怜。

  杂化和相变材料

  尽管混凝土热容大,但生产能?#26408;?#22823;:全球8%到10%的二氧化碳排放来自水泥。作为替代,含有木材和混凝土元素的混合结构材料在当代建筑中越来越受欢迎,它既有助于减小环境影响,也能提供建筑所需的热质。

  另一种替代材料就更有意思了。这?#26893;?#26009;叫作相变材料,在发生相变时能够储存或释放大量的潜热?#21644;?#30028;寒冷?#20445;?#26448;料变成固态(即凝固)并释放热量;当其再次变为液态时则会吸收热量,从而产生冷却效果。

  相变材料的热容比石材和混凝土?#23478;?#22823;。研究发现,相变材料可?#36234;?#23460;内温度降低5℃,还可以为安装空调的建筑物节省30%的制冷用电量。

  研究人员都很看好相变材料的应用前景,这?#26893;?#26009;也被广泛商用,比如用来制作天花板瓷砖和墙板。遗憾的是,目前制造相变材料过程的能耗也十分巨大,但有些相变材料所排放的二氧化碳量可以控制在其他同类材料的四分之一,因此选择正确的材料才是关键。随着未来技术的进步,生产过程将变得更加高效,从而逐步降低相变材料的制造成?#23613;?/p>

  蒸发制冷

  水吸热后蒸发,与此同时温度更低的空气便会被上升的水汽赶到低处,许多冷却系统就利用了这个原理,通过蒸发制冷和自然通风降低室内温度。蒸发技术包括喷雾器、雾化喷嘴(用于制造雾)、湿垫或多孔材料,比如装满水的陶瓷蒸发器。

  塔楼、风斗或双层墙都可以通过蒸发达到冷却的目的——只要能创造出一个通道,让热空气和水蒸气自然上升,冷空气就能下沉。在外界湿度较低且系统正常运作的情况下,制冷效果就会很好。据报道,一些建筑室内温度可低至14至16摄氏度。

  但也不要被这些让人眼花缭乱的新兴技术冲昏了头脑,让我们?#28982;?#21040;最基本的问题上来——要避免空调对全球变暖的影响,最简单的方法就是用可再生能源为其供电。在炎热的天气里,太阳能似乎是最唾手可得的资源,但?#23548;?#24320;发还需要大量的资金和空间。设计建筑时绝不能忽视建筑物的保温和隔热性能,像玻璃幕墙的摩天大楼这样的建筑就应该被淘汰了,而在极度高温的环境下,打造隔热性强的屋顶和?#22870;?#25165;是正道。

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编辑:王月
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