意想不到的墙体设计或可让建筑更凉爽

带有突出锯齿图案的墙体温度可以比普通墙低3°C，并且无需消耗任何能源。这种设计可以有效减少建筑内制冷系统的能源消耗，从而帮助限制全球变暖。

美国哥伦比亚大学的Qilong Cheng说：“这种设计可以让我们的建筑更凉爽，从而降低制冷的能耗。”

随着全球气温升高并且越来越多的人能够负担得起，空调的使用量正在激增。到2050年，制冷产生的温室气体排放量可能会增加到三倍以上。因此，许多团队正在努力开发无需消耗能源的被动制冷方案。

例如，仅仅将屋顶涂成白色以反射更多阳光，就可以使建筑和城市更凉爽。如果屋顶涂有能反射更多阳光但在大气透明窗口发射红外辐射的材料，这一方法的效果会更显著。大气透明窗口是不会被大气中二氧化碳等分子吸收的波长范围。Cheng说，在这个波段内发射的红外辐射可以穿透大气层并到达外太空。

虽然具有以上特性的材料用于朝上的屋顶时有显著的降温效果，但它们用于墙体的效果却没那么理想。原因是，擅长发射红外辐射的材料也同样善于吸收红外辐射，而墙体附近的区域（例如混凝土路面）会辐射大量红外热量。

Cheng和他的团队提出的解决方案是在墙体上设计一系列与地面平行的凸起，从侧面看呈锯齿状，可以将其想像成一段从45度向上倾斜到90度的楼梯。

关键在于，向上的锯齿（即楼梯的踏步）表面可以向大气透明窗口发射大量热量，而向下和向外的锯齿（即楼梯的立板）表面能够反射红外能量，而不是吸收它。

为了验证这一想法，该团队建造了一个1米高的模型，其既有锯齿状墙面，也有普通的平坦墙面。夏天时，该模型被放置在新泽西州户外，结果显示，锯齿状墙面的24小时平均温度比平坦墙面要低2°C，而在下午1到2点间则低了3°C。

Cheng表示，具备所需特性的廉价材料有很多，现有建筑也可以通过加装波纹板进行改造。室内降温效果会因其他因素而有所不同，例如建筑窗户的大小，但模拟表明降温最高可至2°C，并能减少多达四分之一的制冷能耗。

不过，这种锯齿墙体只适用于炎热的气候，因为它们在寒冷地区的冬季会增加供暖需求。但Cheng和同事们还提出了另一种带有铰链的“鳍片”设计，该鳍片可以在冬天升起来增加热量吸收，并在夏天降下以减少热量吸收。

（责编：赵珊）