金玉芝 王咏薇 程迪

1 南京信息工程大学耶鲁—南京信息工程大学大气环境中心，南京 210044

2 南京信息工程大学大气物理学院，南京 210044

1 引言

近年全球城市化进程一直呈上升趋势，尤其是亚非地区，预计到2050年全球将有66%的人口居住在城市（United Nations, Department of Economic and Social Affairs, 2012），迅速的城市化导致城市的温度比农村更高（任国玉等, 2005; Santamouris et al., 2018）。严重的城市热岛现象加上类似高温热浪的极端天气事件高发，使得天气酷热，引发各种次生灾害影响人们正常生活（寿亦萱和张大林,2012; 周梦子等, 2017, 孙永等, 2019），同时也对建筑能源消耗及室内外热舒适条件产生重大影响（彭少麟等, 2005; Sakka et al., 2012; Gunawardena et al.,2017; 王咏薇等, 2018）。有研究表明，夏季气温每升高一度，电量需求峰值就会增加0.45%～4.6%（Santamouris, 2015）。

为了尽可能地降低城市环境的高温以及热岛对能源消耗产生的巨大影响，科学家们已经开展了一系列研究（谈建国和黄家鑫, 2004; Santamouris et al., 2011; Synnefa et al., 2012; Akbari et al., 2016）。研究表明在现有城市的基础上采取一些改造措施，如：在城市深色的表面使用高反射率材料（Doulos et al., 2004; Cheng et al., 2005; 王豫等, 2019）；在屋 顶 铺 设 环 保 的 太 阳 能 板 （ Akbari et al., 2005;Masson et al., 2014; Salamanca et al., 2016）；或种植绿色植被（Sharma et al., 2016; 周晓宇等, 2019），均有助于减少大气释放的感热，减缓城市热岛并能有效节约冷却能源需求（Santamouris, 2014），但绿色植被屋顶需要定期维护，成本较高（Sun et al.,2016），一般情况下可实施性较低，因此相较而言高反照率屋顶和太阳能屋顶较易于实现。还有不少学者近年来致力研发新型冷却屋顶材料，如Zhai et al.（2017）研发了一种新型日间可利用辐射制冷的随机玻璃—聚合物混合超材料（膜材料）。理论上可在没有制冷剂和没有电力的条件下实现24 h为建筑降温（Zhai et al., 2017），但实际该材料的降温特性具体如何尚未可知。……