城市环境中,涂料帮助行人感觉比实际温度低1.5摄氏度

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新加坡南洋理工大学(NTU Singapore)的研究人员进行了一项真实世界研究,结果显示,在城市中使用冷却涂料可以让行人感觉到比实际温度低1.5摄氏度,使城市更适合工作和娱乐。

冷却涂料含有添加剂,可以反射太阳热量,减少表面吸收和辐射热量。它们被认为是降低都市地区温度并缓解都市热岛效应的一种方式,即城市地区比周围地区经历更高温度的现象。

迄今为止,对冷却涂料的大多数研究要么是基于模拟的,要么是在缩小的模型中测试的,对其在真实环境中的应用理解有限。

现在,NTU的研究人员进行了一项在热带地区首次全面评估冷却涂料在减少城市热量方面的工作的真实世界研究。

研究人员在新加坡的一个工业区对建筑物的屋顶、墙壁和道路进行了涂层处理,并发现与相邻未涂层区域相比,涂层环境在下午最高温时要凉快2摄氏度,行人的热舒适水平提高了1.5摄氏度,使用了通常用于人类户外感受温度的国际标准——通用热气候指数进行测量,该指数考虑了温度、相对湿度、热辐射和风速。

主要作者E V S Kiran Kumar Donthu博士说:“我们的研究证明了冷却涂料可以减少热量积聚,有助于城市环境的降温。与通常需要重大城市改造才能部署的其他选择相比,这是一种对城市凉爽的最低侵入性解决方案,而且效果立竿见影。此外,通过减少都市结构吸收的热量,还可以减少建筑物的热负荷,从而降低室内空调能耗。”

NTU机械与航空航天工程学院(MAE)的联合主任万曼本教授表示:“研究结果不仅适用于全年炎热的新加坡城市,也适用于全球其他城市地区。随着全球变暖,人们将越来越寻求保持凉爽的方法。我们的研究验证了冷却涂料可以成为未来减少都市热岛效应的一种策略。”

这项研究发表在《可持续城市与社会》杂志上,支持NTU 2025战略计划,旨在解决人类在可持续性方面的重大挑战,并加速将研究成果转化为减轻人类对环境影响的创新。

在进行真实世界实验时,NTU研究人员选择了新加坡西部由JTC Corporation管理的一个工业区内的四栋建筑,形成了两条平行的“街谷”——狭窄的街道两侧是建筑物。涂有冷却涂料的一条“冷却街谷”,而另一条(传统)街谷保持原样作为实验的“对照”。

NTU团队使用环境传感器监测了两个街谷中的条件,包括空气流动、表面和空气温度、湿度和辐射,以了解冷却涂料在减少城市热量方面的效果。

研究人员发现,在24小时周期内,冷却街谷从建筑物表面释放的热量减少了30%,导致冷却街谷在最热的下午时段(大约下午4点)比传统街谷要凉快2摄氏度。因此,冷却街谷中的行人可以感觉比传统街谷凉快1.5摄氏度。

NTU研究团队还发现,冷却街谷的空气温度降低是因为建筑物墙壁、屋顶和道路吸收和储存的热量减少,而这些热量随后会被释放到周围空气或建筑内部。

与传统屋顶相比,涂有冷却涂料的屋顶反射的阳光多50%,吸热量减少了40%,在晴天最热时段。涂层墙壁还阻止了大部分热量进入工业建筑。

NTU MAE学院的助理教授伍炳锋表示:“我们的研究表明,道路上的冷却涂料显著有助于降低冷却街谷中的最高温度,证实了冷却涂料可以是一种有前途的方式,使都市地区在炎热天气下更凉爽、更舒适。我们希望我们的研究结果能鼓励更多城市规划者在更多建筑表面大规模采用冷却涂料。”

在未来的研究中,NTU团队将关注冷却涂料在同一实验地点的长期效果。

这项研究得到了新加坡工业发展局(JTC Corporation)和新加坡房屋发展局的支持。

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