2022-05-24 | 作者:科技新報/Daisy Chuang

自帶降溫效果,用木質泡沫輕鬆調節建築溫度

歐洲國家的冷氣費用、安裝費與電費高昂,因此建築空調普及率並不高,但隨著全球暖化、氣候變遷,夏季來臨時漸漸面臨極端高溫,對此,德國與中國科學家攜手合作,研發出新型木質泡沫材料,可以最大化冷卻建築物,輕鬆調節溫度。

歐洲國家緯度偏高冬季寒冷,建築大多保暖為主,只是就算氣候整體來說舒適宜人,夏季一熱起來還是很可怕,更何況在極端氣候下,熱浪讓許多國家的氣溫都打破紀錄,突破 40°C 甚至逼近 50°C,而空調雖然或許是最有效的降溫方式,但不環保,對於勞動力成本較高的西方國家來說,購買冷氣、尋求安裝人員都是一大筆支出,電費也是另一考量。

近年來,科學家們一直在開發耗電量低的冷卻技術,包括反射陽光的超白建築外牆塗層或是鏡面塗層,以及將建築熱量以紅外線的形式發散到天空中的輻射冷卻系統,但上述系統的冷卻效果會因為天氣而有所不同,好比在多雲狀態下輻射冷卻效果自然不佳。

如今德國哥廷根大學和中國南京林業大學的科學家帶來新的潛力材料,主要是由木材製成的泡沫物質,將纖維素奈米晶體(Cellulose Nanocrystals)與甲矽烷相連,再冷凍乾燥成白色的輕質泡沫,可以反射陽光達到隔熱作用,並將吸收的熱量散發回大氣中。

根據團隊實驗,最終產品能反射來自太陽的 96% 可見光,並發射吸收的 92% 的紅外線輻射,為了測試冷卻效果,團隊也把木質泡沫放在內部貼上鋁鉑的盒子內,就算暴露在陽光下,盒子內的溫度仍比外頭還要低 9.2°C,即使在潮濕的天氣,內部溫度仍可保持在 7.4 °C 。如果擴大應用到建築屋頂和牆壁,研究人員預估平均可以減少 35% 冷卻能源需求。

如果壓縮泡沫,冷卻效果就會降低,乍聽之下應該歸類在缺點,不過團隊認為,這是一個依據天氣調整冷卻效果的方法,研究人員表示,新型冷卻泡沫可以為熱調節材料鋪平道路,不僅環境友好,還降低冷卻能源成本。

 

資料來源:
科技新報
Wood-based foam passively cools buildings to cut energy bills

Keeping buildings cooler with a wood-based foam
圖片來源:Hans Reniers


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