创新型外墙涂料 | 革命性冷却涂料：建筑通过“出汗”来节能 – 图片：Xpert.Digital
新加坡研究人员开发出冷却墙面涂料，以应对城市热岛效应
创新的外立面技术将三种冷却机制融合于单一材料中。
建筑降温技术的突破有望从根本上改变我们应对城市热岛效应的方式。新加坡南洋理工大学的研究人员开发出一种创新的外墙涂料，它不仅能为建筑物本身降温，还能对整个城市环境产生积极影响。这项突破性技术将三种物理降温机制融合于单一材料中，节能效果高达40%。
适合：
“出汗”油漆背后的科学原理
组成和结构
这种革命性的涂料以水泥状涂层为基础，该涂层由水合硅酸钙（混凝土的主要成分之一）与水混合，并添加纳米颗粒制成。这种名为CCP-30的配方由纳米颗粒改性的水合硅酸钙凝胶多孔网络构成。这种多孔结构使涂料能够保持约30%的自身重量的水分。
三重冷却机制
这种创新材料采用了三种不同的冷却原理：
1. 高效反射
这种涂料即使在潮湿状态下也能反射 88% 到 92% 的入射阳光。与传统的白色涂料不同，它不会反射整个红外光谱范围内的光，而主要反射波长在 8 到 13 微米范围内的光。
2.被动辐射冷却
这种涂料能将吸收的热量以红外辐射的形式释放出来，其释放率高达95%。这些波长位于大气层窗口内，几乎不受干扰地反射回太空，因此与传统的白色涂料建筑相比，周围区域的热量积聚更少。
3. 蒸发冷却
关键的突破在于第三种机制：纳米颗粒能够吸收雨水和湿气中的水分，并缓慢释放，类似于人体皮肤排汗的方式。当储存的水分蒸发时，会从周围环境中吸收大量热量。
卓越的性能数据
热带气候下的制冷性能
在新加坡——全球最潮湿的城市之一——进行的实地测试中，这种新型涂料展现出了令人瞩目的性能。CCP-30涂料在热带气候下的冷却性能比市售冷却涂料高出十倍。这一点尤为重要，因为传统的辐射冷却涂料在潮湿环境中性能不佳，空气中的水蒸气会将热量滞留在涂料表面附近。
长期测试证实了其耐久性。
在新加坡经历了两年热带阳光和雨水的洗礼后，这种创新涂料依然洁白如新，而传统的白色涂料和商用降温涂料则泛黄了。这种耐久性对于长期保持高反射率和降温性能至关重要。
节能和环境影响
显著降低能源消耗
建筑试点研究表明，与传统制冷方式相比，节能效果可达30%至40%。生命周期分析显示，与标准涂料相比，单位功能单元的二氧化碳排放量降低了28%。这些节能效果意义重大，因为建筑制冷约占全球总用电量的20%，并且是二氧化碳排放的重要来源。
应对城市热岛效应
新加坡南洋理工大学进行的实际测试表明，降温涂料可使行人感觉凉爽1.5摄氏度。在一天中最热的时段，涂有涂料的区域比未涂涂料的区域凉爽2摄氏度。涂漆的建筑物和人行道散发的热量减少了约30%。
适合：
实际应用及未来前景
最佳运行条件
这种新型涂料在潮湿、阳光充足且人口密集的地区能最大程度地发挥其潜在优势。新加坡以及许多其他热带地区的大城市，未来将是大幅降低空调能耗的理想场所。
试点项目已在进行中
这项技术已在实践中进行测试。新加坡工业发展公司裕廊集团（JTC）计划在武吉巴督和信明的建筑物上使用这种反光涂料。此外，南洋理工大学（NTU）也于2020年在武吉布美的两座组屋上测试了这种降温涂料的使用，之后建屋发展局（HDB）将其应用范围扩大到淡滨尼的130座组屋。
自持特性
CCP-30 涂料的特别之处在于其自更新能力——它可以吸收雨水和大气湿度中的水分，从而在潮湿时保持蒸发冷却效果，而不会影响涂料的光相互作用。
科学突破：被动冷却技术无需任何能量输入即可降低温度。
这种创新型冷却涂料代表了被动冷却技术的重大进步，它无需消耗任何能源即可提供显著的冷却效果。凭借其节能、减排和自然降温的能力，CCP-30 有望在应对气候变化的斗争中发挥关键作用——而这一切都源于其涂层的逐步发挥作用。
这项发表在权威期刊《科学》上的研究成果，标志着可持续建筑制冷技术发展的一个转折点。该技术为缓解城市热岛效应提供了一种切实可行的长期解决方案，尤其对电力基础设施不足或空调价格昂贵的欠发达国家具有重要意义。
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