保持凉爽的可再生解决方案

朱崇恺

科学家在测量阳光直射下辐射冷却材料的表面温度

据统计，空调耗电目前约占全球建筑物总用电量的1/5，占全球总用电量的10%。在接下来的30年中，随着全球变暖、人口增加、对数据中心这类需要大量制冷的建筑需求增加等，对降温的需求也将激增。此外空调系统会散发出多余的热量，将城市转变为“热岛”，并加剧气候危机。为了环保的需求，全球各地的科学家想出了各种新奇的方法来减少制冷所需的电耗。

在沿海地区，一种可行的替代方法是海水空调。这是一种可再生的制冷方法，從700～1200米深度的海洋抽取温度为3～5°C的海水到岸上，将其与冷却系统进行热交换，然后将温暖的水返回海洋。由于抽取海水本身需要耗能，所以具体节能的效果取决于地形、海水和环境的温度等。在热带地区的小岛上，这种技术的效果最好。例如在瑙鲁，这种技术的能耗和传统技术相比降低了77%。

另一种不同的技术是辐射冷却。宇宙空间的温度可以认为是-270°C，任何露天的表面都可以通过辐射和宇宙空间交换热量。美国普渡大学研究人员开发了一种新的白色碳酸钙涂料，能够将95.5%的阳光被动地反射回外部，并通过辐射冷却将表面降低到环境温度以下。相反，目前市场上的商业“排热涂料”仅能反射80%～90%的太阳辐射，而且无法降到低于环境温度以下。实验表明，夜间，涂料样品的温度保持在低于环境温度10℃的水平，而当太阳处于天顶时，涂料样品的温度至少低于环境温度的1.7℃。

最后一种技术是将窗户改造成自适应的太阳能发电装置。传统的玻璃窗户即使可以将阳光中的部分热量挡在室外，但其本身温度还会在阳光照射下升高。在玻璃中添加钙钛矿薄膜后，玻璃不但会在阳光照射下改变颜色以阻挡眩光，还能将多余的热量转变成电能从而进一步降低建筑物的总能耗。