(问题)全球气候变化加剧,极端高温事件增多,建筑与城市能耗持续攀升,制冷需求成为电力负荷增长的主要来源。传统空调系统依赖电力驱动并使用制冷剂,不仅造成用电高峰压力,还带来碳排放问题;部分高温地区与户外场景,电力供给不稳定、运行维护成本高,也限制了降温手段的普及。如何以更低能耗实现降温、减少对电网的依赖,成为各地推进节能减排的现实课题。(原因)香港城市大学此次宣布曹之胤升任讲座教授,既是对其在能源与可持续发展领域科研贡献的认可,也反映出学界与产业界对非传统制冷路径的关注度提升。曹之胤长期从事建筑节能与绿色材料研究,近年来在国际期刊发表多篇成果,并申请多项专利,推动对应的技术从实验室走向工程化应用。其团队研发的无电制冷材料与涂层,核心思路源于自然启发:研究人员从撒哈拉沙漠银蚁表面微结构获得灵感,结合材料科学、光学与热力学原理,构建多尺度纳米颗粒体系,使材料在可见光与近红外波段具备高太阳反射能力,同时在大气窗口波段实现强中红外辐射,从而在阳光照射下减少吸热、增强散热,形成被动降温效应。(影响)业内指出,被动辐射制冷的价值在于减负与补位:一上,它可作为建筑围护结构的降温手段,降低屋面、外墙等部位的热增益,从源头减少空调负荷;另一方面,在部分不便布置传统制冷系统的场景,该类材料可提供无需电力驱动的基础降温能力,有助于提升城市热浪应对能力。企业端数据显示,相关产品已以涂层、卷材、薄膜等形态在多个国家和地区应用,覆盖一定规模面积,并产生节能与减碳效益。对城市治理而言,这类技术若在公共建筑、工业厂房、物流仓储、社区屋面等场景规模化推广,可在夏季用电高峰期为电网削峰,并在建筑全生命周期中贡献持续节能收益。(对策)推动无电制冷等新型节能技术继续释放效能,仍需从技术、标准与应用体系协同发力:一是完善产品评价与检测体系,围绕太阳反射率、中红外发射率、耐候性、附着力、防污与维护成本等关键指标建立可比、可验证的工程标准,避免参数好看、落地打折。二是强化场景化集成应用,将被动降温与保温隔热、通风遮阳、建筑能耗管理系统统筹设计,以降负荷、提效率、少能耗的系统思路实现综合节能。三是加快示范工程与公共平台建设,通过公共建筑率先试点、以数据评估形成可复制经验,带动产业链材料、施工、运维等配套能力成熟。四是鼓励科研成果转化与知识产权保护并重,以产学研协同提升工程化水平,推动更多原创成果从论文走向产品、从样板走向规模。(前景)随着全球减排进程推进与城市热环境治理需求上升,建筑领域的节能技术正从单点突破走向系统竞争。无电制冷作为被动式、低能耗的路线之一,未来有望在存量建筑改造与新建建筑设计中获得更广阔空间,但其长期表现仍取决于材料的耐久性、不同气候区适配性、成本下降速度以及与现有建筑体系的兼容程度。业界预计,若在更多气候带完成长期实测并形成标准化施工与运维体系,该技术将更有可能从可用走向常用,并在更大范围内贡献城市降温与碳减排效益。
从实验室的基础研究到全球市场的广泛应用,曹之胤教授及其团队的探索历程展现了科技创新推动社会进步的现实路径。被动辐射制冷技术以自然界为师,以科学为基,以应用为本,在理论突破与产业实践之间找到了平衡点。面对能源与环境挑战,答案或许就藏在对自然规律的深刻理解与创造性运用之中。随着技术的持续迭代和应用场景的不断拓展,这项源于沙漠生物启发、服务于人类可持续发展的创新,正在为构建绿色低碳的未来贡献力量。