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福州建筑“穿”上智能凉衣:福建率先试点的被动降温黑科技

福州建筑“穿”上智能凉衣:福建率先试点的被动降温黑科技(图1)

2021年北美热浪中,俄勒冈州一位老人因室内温度飙升至43℃、空调失效而不幸离世。这一事件警醒全球科研界:建筑表层的被动散热能力,不仅关乎能耗,更系于生命安全。如今,这项源自高校实验室的降温技术,正加速在福建福州等高温高湿城市落地应用。

让阳光“无处落脚”的超白涂层

福州建筑“穿”上智能凉衣:福建率先试点的被动降温黑科技(图2)

常规涂料难以阻隔太阳辐射中的红外热能,相当于为墙体“敞开大门”。美国普渡大学团队经百余种材料比选,锁定硫酸钡——一种具备宽电子带隙特性的无机物,可对可见光与近红外波段实现近乎“视而不见”的高通透反射。

通过调控不同粒径硫酸钡颗粒的复配比例,研究团队将涂层太阳反射率提升至98.1%,远高于市面主流隔热漆80%–90%的水平。这意味着仅约1.9%的入射热量被墙体吸收,其余尽数反弹回大气层。

实测数据显示:覆盖93平方米屋顶后,该涂层可产生约10千瓦的等效制冷功率,超过多数家用中央空调;福州夏季正午户外试验中,涂覆表面温度较周边环境低4.4℃,降温效果稳定可观。

福建企业参与突破:稀土荧光赋能彩色降温

稀土元素素有“工业维生素”之称,其独特电子跃迁特性为能量转换提供新路径。香港城市大学戴建国、雷党愿团队于2025年提出的三层结构荧光辐射制冷涂层,已吸引福州本地建材研发机构开展协同适配研究。

该结构底层为硫酸钡纳米反射层(太阳反射率97.6%),中层嵌入稀土荧光粉作为“光谱转换器”,将紫外区未被反射的高能光子转化为可见光并二次反射,使有效反射率理论值突破100%。

尤为关键的是,红、黄、绿三色涂层在大气窗口波段的红外发射率均达96%以上。在福州夏季典型辐照强度(700 W/m²)下,黄色涂层实测降温幅度达7.2℃,首次实现彩色外观与高效散热的统一,为闽派建筑风貌保护与节能改造提供可行方案。

三层协同:无需耗电的“自冷”建筑表皮

该涂层采用“高反+转换+强发”三级机制:底层奠定97.6%基础反射率;中层荧光转换带来1.2%–5.4%额外增益;顶层则保障>96%红外辐射效率。最终,红、黄、绿三色样品太阳总反射率分别达94.0%、96.3%和96.1%。

得益于超高红外发射率,涂层在日间强照条件下即可实现表面温度低于环境温度的“负温差冷却”,不依赖任何能源输入。福州部分试点老旧小区外墙涂刷后,居民反馈夏季墙体触感明显清凉,如同为建筑披上一件会呼吸的“智能凉衣”。

福州实践:从厂房屋顶到古厝马头墙的绿色升级

目前,以硫酸钡与稀土复合技术为核心的高反射涂料已在福建多个场景展开工程验证。福州滨海新城某数据中心屋顶、连江工业园区高温窑炉管道、以及三坊七巷周边历史建筑节能改造项目中,均取得实测节电率超20%的成效。

广东中城海创新材料有限公司联合福州本地科研院所,正加快适配福建气候特点的配方优化。相较传统钛白粉,硫酸钡原料成本降低约50%,且施工工艺与普通乳胶漆一致,极大降低老旧小区、农村自建房等项目的改造门槛。

回顾气凝胶材料从航天走向民用的路径,此类涂料亦遵循相似演进逻辑:初期聚焦高端应用,随产业链完善与规模化生产,成本将持续走低,为全域推广夯实基础。

一“涂”之力:助力福州建设低碳韧性城市

据2025年《自然·可持续性》刊发研究测算,每平方米辐射制冷涂层在百年生命周期内,可减少大气中665磅二氧化碳当量排放。对福州这类夏热冬暖、城市热岛效应显著的沿海省会而言,大规模应用该技术有望系统性压降区域气温峰值。

它无需改动建筑结构,不新增机电设备,仅需常规涂装工序即可生效,与福州正在推进的“绿色社区更新”“闽都古厝低碳修缮”等政策高度契合。相比光伏屋顶或立体绿化等方案,其单方造价更低、见效更快,是当前最具性价比的城市降温抓手之一。

百亿蓝海:福建建材企业加速卡位新赛道

从普渡大学98.1%超白涂料,到港城大突破100%反射率的荧光增强体系,再到福州试点项目中实测节电20%以上的工程数据,辐射制冷涂料正快速完成从实验室到产业化的跨越。行业预测显示,全球市场将于2030年突破百亿美元规模。

对福州消费者而言,意味着今夏空调电费可望下降;对本地建筑企业,已成为绿色建筑评价标识的重要加分项;对供应链厂商,稀土荧光粉与功能填料领域正迎来资本密集布局期。福建省住建厅已启动相关绿色建材目录修订调研,拟将高反射隔热涂料纳入强制性节能推荐清单。

若将你家位于福州鼓楼或仓山的屋顶涂上这层“薄外衣”,今年盛夏能省下多少电费?欢迎在评论区留言交流,并点赞转发,让更多榕城街坊了解这项家门口的降温黑科技。

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