當(dāng)大多數(shù)人想到制冷時(shí)，他們會(huì)自動(dòng)想到空調(diào)或制冷房間中的空氣。但是，有一種更有效的方法可以利用人體的輻射為人們降溫。

為了證明輻射冷卻的效果，去年，新加坡建筑和安德林格能源與環(huán)境中心的助理教授Forrest Meggers和一組研究人員在新加坡建造了Cold Tube。這是一個(gè)戶外涼亭，內(nèi)襯新穎的隔熱輻射板，內(nèi)部裝有冷水管道。人體不斷與周圍的物體交換輻射，并且輻射從熱表面流到冷表面。盡管空氣本身的溫度和濕度通常會(huì)感到悶熱，但瀏覽展覽的參與者仍向面板輻射了輻射，并感到?jīng)鏊?。這項(xiàng)新的研究表明，僅通過輻射冷卻，人們就可以在炎熱潮濕的室外環(huán)境中感到舒適，而輻射冷卻的能耗卻要低得多。能源比冷卻大量空氣要好。

巧合的是，安德林格能源與環(huán)境中心主任盧永霖(Lynn Loo)在新加坡呆了五個(gè)月，距離Meggers團(tuán)隊(duì)測(cè)試?yán)涔艿牡胤讲贿h(yuǎn)。Loo表示：“這些替代設(shè)計(jì)可能會(huì)擾亂我們同時(shí)考慮冷卻空間和促進(jìn)空氣流通的方式，”他也是Theodora D. '78和William H. Walton III '74的工程學(xué)教授以及化學(xué)和生物工程學(xué)教授。“我認(rèn)為，Cold Tube和類似技術(shù)正是可以幫助使熱帶地區(qū)生活更加愉快的創(chuàng)新類型。”

普林斯頓大學(xué)的研究人員與不列顛哥倫比亞大學(xué)，伯克利大學(xué)，新加坡蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院和賓夕法尼亞大學(xué)的學(xué)者合作，在8月18日的《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》(PNAS)上發(fā)表了《冷管》研究結(jié)果。)。

在此次問答中，Meggers和論文的第一作者Eric Teitelbaum博士(是Meggers的研究生)完成了研究，現(xiàn)在是AIL Research的高級(jí)工程師，他評(píng)論了其技術(shù)在節(jié)省資金和能源方面的潛力，還可以通過允許建筑物中更多的空氣流通而無需安裝新的基礎(chǔ)設(shè)施或需要額外的能量來冷卻更大的空氣量，從而使人們?cè)诋?dāng)前的COVID-19危機(jī)中保持安全。

關(guān)于空調(diào)最大的誤解是什么?

Meggers：空調(diào)不等于制冷。這是一種非常根深蒂固的建筑物降溫方法，但并不是唯一的方法。此外，您的窗戶式空調(diào)只是在冷卻房間中現(xiàn)有的空氣。他們不會(huì)將新的新鮮空氣帶入您的房間?？照{(diào)(AC)單元已變得如此標(biāo)準(zhǔn)化并已融入日常生活，但實(shí)際上，它們是巨大的機(jī)器，需要大量的能量，因此不應(yīng)像打開電燈開關(guān)那樣對(duì)待。一個(gè)看似簡(jiǎn)單的窗戶單元所需的能量比吊扇多10到1000倍，并且打開AC的能量與打開100個(gè)房間的照明的能量相當(dāng)。

冷卻墻壁和桌子等表面而不是冷卻空氣有什么好處?

Meggers：在冷管中，乘員完全通過熱輻射進(jìn)行冷卻，這意味著能量主要用于冷卻壁內(nèi)的水，而不是冷卻空氣。使用空調(diào)時(shí)，除濕和冷卻同時(shí)發(fā)生。Cold Tube技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于，它可以將冷卻與提供新鮮空氣隔離開來，這意味著人們可以在保持舒適度的同時(shí)保持窗戶打開，同時(shí)又不會(huì)花費(fèi)大量的能量來冷卻和除濕氣流?？諝庵荒芎粑荒芾鋮s。

這些發(fā)現(xiàn)與使人們免受COVID-19等病毒的危害有何關(guān)系?

Teitelbaum：當(dāng)今的建筑方式，僅使用交流電進(jìn)行冷卻，我們無法隨意增加向建筑物提供的新鮮空氣量，因?yàn)榭諝饬髁颗c建筑物所需提供的空調(diào)量有關(guān)。如果要讓更多的室外空氣流入建筑物，則還需要額外的能力來對(duì)空氣進(jìn)行除濕和冷卻。大多數(shù)系統(tǒng)都沒有能夠流通的空氣的能力，在許多情況下，建議像最近的COVID-19病毒那樣稀釋室內(nèi)空氣中的污染物并防止傳染蔓延。如果可以的話，它需要大量的能量。但是有了輻射系統(tǒng)，人們就可以打開窗戶并保持舒適，同時(shí)讓更多的新鮮空氣進(jìn)入室內(nèi)，以減少空氣中病毒的濃度。

這項(xiàng)技術(shù)如何幫助緩解氣候變化?

Teitelbaum：與同等大小的空調(diào)相比，該系統(tǒng)的能耗至少低50%。讓空氣預(yù)熱五度，同時(shí)冷卻表面可將能量需求降低多達(dá)40%，并保持乘員舒適感。允許更高的氣溫將節(jié)省更多能源。

這種空調(diào)替代方案是否可以通過減輕城市熱島效應(yīng)來改善室外空氣質(zhì)量?

Meggers：我和我的大多數(shù)合著者都曾到東南亞旅行，親眼目睹了AC裝置大規(guī)模部署的速度。在建筑物中添加空調(diào)窗或分體式單元幾乎無需考慮對(duì)表面溫度，城市的氣候和熱量的影響。這些單元通過將室內(nèi)空氣中的熱量排到室外來工作。沿著立面在建筑物外部排熱導(dǎo)致人行道和建筑物周圍的區(qū)域變得非常熱，并且許多空間變得無法使用。我們的技術(shù)恰恰相反。它提供了重新建立城市各個(gè)部分的熱可接受性的機(jī)會(huì)，而無需建造大型公園。您可以在室外安裝這些散熱板，并在人們可以聚集，飲食和娛樂的地方建造“涼爽的避風(fēng)港”。

這個(gè)實(shí)驗(yàn)在為沒有交流的人們降溫的世界鋪平道路上有多重要?

Teitelbaum：要改變?nèi)藗儗?duì)建筑環(huán)境中舒適系統(tǒng)和能源效率的看法，將需要花費(fèi)超過8個(gè)月的實(shí)驗(yàn)。Megger教授的CHAOS實(shí)驗(yàn)室的許多研究都集中于擴(kuò)大知識(shí)輻射對(duì)熱舒適性和效率的影響。Cold Tube實(shí)驗(yàn)創(chuàng)造了許多新知識(shí)，這在學(xué)術(shù)上是巨大的成功。在商業(yè)上，盡管有些公司正在制造類似的技術(shù)，但仍然需要繼續(xù)展示和試驗(yàn)新概念，以不僅促進(jìn)技術(shù)發(fā)展，而且使這種范式轉(zhuǎn)變。從空調(diào)向更整體的舒適設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)變將幫助我們充當(dāng)?shù)厍蛞约拔覀冏约旱慕ㄖh(huán)境的管理者。在世界許多地方，例如新加坡和其他越來越多地尋求空間調(diào)節(jié)方式的熱帶地區(qū)，除對(duì)空氣進(jìn)行除濕外，用于除濕的能源要多得多。這是我們認(rèn)為我們的舒適范式將最大程度地提高效率和影響的地方之一，因?yàn)槿藗儾恍枰孢m的除濕功能。