科学家设计出减少对空调依赖的方法

Josiah02

　　科学家称，他们已经找到了一种给建筑物降温的方法，可以减少对耗能空调的依赖。
　　他们并没有声称他们的设计能够在几乎不消耗任何能源的情况下保持建筑物凉爽，但他们确认，一旦采用他们的方法，室内温度可以降低 0.7 摄氏度。
　　《建筑工程杂志》上发表的研究重点是自然通风技术，科学家将该技术应用于阿拉伯联合酋长国的一栋原型建筑，在阿联酋，如果不让“吸血鬼空调”设备全年每天 24 小时运转，人们的生活就无法忍受。
　　沙迦大学绿色建筑设计和能源技术副教授维托里诺·贝尔波利蒂说：“原型建筑是真实的，并且已经对其进行了多次测试。”
　　这项研究将预测结果、特定软件模拟结果与建筑物性能的实际记录进行了比较。它评估了建筑物热量增加和散热的控制程度，以改善室内温度并降低能耗——这一过程称为被动冷却。
　　科学家写道：“这里描述的研究分析了阿拉伯联合酋长国（UAE）一座真实建筑物中运行的自然通风技术，以协助被动冷却。评估是通过比较数字模拟结果和现场测量进行的。
　　“使用计算流体动力学 (CFD) 来回顾性地了解和量化自然通风对建筑物冷却的监测贡献。”
　　贝尔波利蒂也是这项研究的第一作者，他补充道：“这项研究的结果有助于早期设计，特别是通过自然通风进行被动冷却，以实现更可持续的建筑。
　　“自然通风策略，如交叉通风、烟囱效应和风捕器（Barjeel）被证明能有效降低建筑物的室内温度（全天降低 0.7°C）。在阿联酋，自然通风无法取代空调，但可以在温和的季节减少空调的使用。”
　　Barjeel或 Barjil是一个称谓，指的是空调设备问世之前用于为阿联酋以及整个石油资源丰富的海湾地区的建筑物降温的曾经很常见的风力塔。
　　迪拜穆罕默德·本·拉希德太阳能公园的竞赛场地：（a）俯视图，显示场地位于沙漠中部，大型地面光伏场西侧；（b）鸟瞰图，显示测试建筑的位置，周围是竞争对手的房屋和气象站。（谷歌地图，图片 2024 空中客车 CNES/空中客车，Maxar Technologies。）来源：建筑工程杂志(2024)。DOI：10.1061/JAEIED.AEENG-1682
　　Barjeel 是一种巧妙的捕捉微风的方法，几个世纪以来，这种方法一直使房屋保持凉爽。但考虑到阿联酋气温的上升和酷热，Belpoliti 表示，到目前为止，如果不打开空调，就没有办法给建筑物降温。
　　钢筋混凝土、钢材和大块玻璃是阿联酋和其他石油资源丰富的海湾国家的首选建筑材料。因此，这些建筑无法隔绝外面的酷热，而且据 Belpoliti 称，这些建筑在建造时没有考虑到被动冷却。
　　然而，科学家在研究中指出，像 Barjeel 这样的允许自然通风的结构可以添加到私人住宅建筑中，但该过程需要“居住者的配合，实际操作（打开/关闭）房屋开口”。
　　这项研究是名为“Know-Howse”的研究和教育项目的一部分，该项目的目标是提高人们的意识，帮助建造对环境友好的房屋。
　　Know-Howse 网站表示，其理念是“将原型房屋设想为从更广泛的住宅开发项目中提取出来的测试单元......将居住者的舒适度与环境目标结合起来，例如减少土地使用和资源消耗。
　　“该教育计划面向新一代社会成员，特别是那些对能源和资源消耗负有责任的国民。”
　　该技术中心由来自沙迦大学、意大利费拉拉大学及其研究机构建筑能源研究中心的学生和研究人员组成的多学科团队组成。
　　Belpoliti 说：“KNOW HOWse 不仅仅是一个节能项目，它更是一整套教育计划：这座房屋可以训练居住者更多地了解能源、水和其他有限资源。”
　　阿联酋的总用电量位居世界前列。据估计，每年用电量为 1223.9 亿千瓦时，其中近 70% 被空调消耗。通过被动冷却降低室内温度肯定会对需求和碳排放产生影响。
　　科学家们意识到了对电力的过高需求。他们补充说，被动冷却只能部分减少消耗。“在阿联酋，自然通风不能取代空调，但它可以极大地限制空调的使用，以实现更可持续的炎热气候建筑，”Belpoliti 说。