问题——高温叠加用电高峰,建筑降温面临“越冷越热”的矛盾。夏季室内舒适主要依靠空调等主动制冷设备,但用电高度集中、峰值冲击明显;同时设备向室外排放废热,密集建成区抬升局部温度,叠加不透水地表增多、建筑群通风受限,热岛效应深入加剧。如何在不加重能源负担的前提下降低建筑得热,成为城市更新与建筑节能绕不开的现实课题。 原因——传统降温多依赖“阻热”和“换热”,难以突破环境温度约束。常见保温隔热材料通过提高热阻减缓热量传入,但材料本身会蓄热升温,更多是“延缓变热”;浅色反射涂层能减少日照吸热,却在中红外波段的辐射散热能力有限;蒸发冷却在湿热地区效果受限,同时存在耗水和维护成本。总体来看,这些路径或多或少受制于空气对流与环境温度,降温边界难以进一步拓展。 影响——辐射制冷提供“第三条路径”,借助自然机制实现净制冷。福州有关研究推动的辐射制冷膜,核心是利用大气对红外辐射的选择性透过特性:在8至13微米波段,大气吸收较弱,被称为“大气窗口”,地表物体在该波段辐射的能量更容易穿透大气并向更低温的外层空间传递。与依赖空气对流散热不同,辐射制冷相当于建立与“低温背景”的热交换通道,在特定气象条件下有望实现低于环境温度的效果,从而减少空调启停频次与峰值负荷。 对策——用材料工程把原理落到建筑界面,实现“高反射+高发射”的协同。业内介绍,辐射制冷膜通常采用多层复合结构:一是发射功能层,通过在聚合物基体中引入特定无机微粒并进行光谱设计,提高在“大气窗口”波段的发射率,让建筑表面热量更有效以红外辐射形式释放;二是太阳反射层,针对可见光与近红外等主要入射能量波段提升反射率,尽量减少太阳得热,从源头降低温升;三是基材与防护层,兼顾柔性、可裁剪、可卷曲等施工适配性,并通过耐候、防水、防尘等设计提升寿命与稳定性。相较单一隔热或单纯反射方案,该路线强调“减少输入+加快输出”的双向调控,以提升净冷却功率。 应用层面,辐射制冷膜可优先用于建筑围护结构的非透明部位:在屋面、外墙保温系统外侧或金属屋面等场景,降低表面温度并减少向室内传热;在存量建筑节能改造中,可作为轻量化附加层与既有屋面系统叠加;在仓储、临建与设备箱体等对温控敏感、工期较短的场景,也具备快速铺设的优势。同时,技术落地仍需综合评估城市气候条件、日照与云量、周边遮挡,以及材料耐污、耐老化等因素,并在防火等级、结构安全、生命周期成本各上完善标准与检测体系,避免“实验指标”与“工程效果”脱节。 前景——从单点材料创新走向系统节能,需要政策、标准与产业协同。业内人士认为,辐射制冷更适合作为建筑低碳体系的一环,与高性能保温、遮阳、自然通风、光伏一体化等策略协同设计:在降低建筑冷负荷的同时,为电力系统削峰留出空间。下一步,围绕不同气候带的适配性评估、规模化制造一致性、长期暴露下的光谱性能保持,以及与屋面防水、结构节点的工程集成,可能成为关键攻关方向。随着“双碳”目标推进,面向城市更新的被动式降温材料有望迎来更大的应用空间。
从依赖高能耗设备“追着热跑”,到更多借助自然规律“把热送走”,辐射制冷膜的探索反映了绿色技术从机理走向工程应用的路径。其能否在复杂气候与长期运行条件下稳定发挥效益,仍需持续的场景验证与标准化推进。但可以确定的是,在能源安全、城市热环境治理与低碳转型等目标交汇之下,面向建筑的被动式降温技术正逐步成为城市治理与产业升级的重要发力点。