全球气候变暖显著增加了空间制冷需求。过去30年间,空间制冷产生的二氧化碳排放量已达10亿吨。当前建筑热舒适的主动制冷系统(如空调)占全球温室气体排放总量的 10% 以上。空间制冷的碳足迹正在加剧全球变暖,形成恶性循环。被动日间辐射制冷(PDRC)策略为传统空间制冷技术提供了理想替代方案。该技术通过大气长波红外(LWIR)透明窗口(8-13μm)将热量散失到寒冷外太空,实现建筑降温而无需消耗能源或排放温室气体。然而传统辐射制冷材料在结构设计中常忽略隔热性能,夏季显著的室内外温差会大幅增加对流和传导造成的非辐射热流传递,严重影响制冷效果并导致能耗上升。将隔热性能集成到辐射制冷器中,既能阻止室外热量传入室内,又能提供额外制冷效果,为高效建筑隔热制冷结构设计提供了前瞻性解决方案。
高标准建筑设计要求辐射制冷材料同时具备高太阳反射率、高红外发射率和低热导率。这些特性确保材料在将太阳能反射回外太空的同时,最大限度减少建筑与外界环境的热交换。被动辐射制冷策略在自然界中广泛存在,如植物叶片、动物皮毛和昆虫甲壳的生物机制。受中美洲忒修斯蝶翅膀和中国竹荪菌柄表面微观结构高效反射阳光的启发,设计具有多孔结构的辐射制冷材料可增强太阳光谱范围内的光散射效应,是建筑应用的可行方案。
传导-微波协同加热辅助PMMA/PVDF发泡的宏观和微观结构调控
全球重点城市制冷节能和碳减排情况
PMMA/PVDF 发泡材料具备疏水性、耐化学腐蚀性,且可回收利用。其独特的负泊松比结构使其具备卓越的抗压强度、弹性和柔韧性,无论是日常使用还是在极端天气条件下都表现得十分出色。材料的固有特性和泡孔结构使其拥有低导热系数(26.69 mW/(m·K))、高太阳反射率(96.37%)以及高红外发射率(97.34%)。这意味着在炎热天气下,使用该材料能够使建筑物室内达成降温效果,测试结果表明使用前后的温差可达15℃,足以满足世界上大部分国家建筑物的降温需求。超高膨胀倍率PMMA/PVDF发泡材料在节能、减少碳足迹和推动可持续发展方面有着巨大的潜力,有望为下一代建筑的发展提供有力的解决方案。
原文链接:https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202501188
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