模型材料

可缓解城市热岛效应的新型外墙材料

发布时间:2025/3/2 14:34:54   
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本文参加百家号#科学了不起#系列征文赛。日本丰桥工业大学建筑与土木工程系JihuiYuan副教授领导的联合研究小组与大阪市立大学合作,基于光学实验的实测数据,提出了两种分析模型,以评价应用于减缓城市热岛(UHI)的建筑围护结构的后向反射(retro-reflective,RR)材料的反射方向特性。研究表明,正态分布函数(AND)模型的旋转各向异性体的预测结果比原分析模型的预测结果更准确。建筑物外墙面和路面的太阳反射率是影响建筑物空调负荷的重要指标,直接关系到建筑物的能耗。目前,为缓解UHI的有很多已经使用,比如屋顶经常使用的高反射涂料(DHR),如果周围没有较高的建筑物,覆盖着漫反射(DHR)材料的屋顶可以向天空反射太阳辐射。但是,如果附近有较高的建筑物,很多辐射就会被反射到邻近的建筑物和道路上。因此,这些辐射会被邻近的建筑物和道路所吸收,从而加剧了UHI现象。为了解决这一问题,在建筑外墙应用DHR材料时,建议采用RR材料来替代DHR材料,以缓解UHI现象,降低建筑能耗。目前RR材料仍处于研究阶段,尚未在实践中得到应用。在将RR材料应用于建筑围护结构之前,预测RR材料的反射方向特性已成为最迫切的问题之一。在预测方法方面,目前主要采用光学实验来评价RR材料的反射方向特性,但几乎没有准确的模型预测方法。因此,丰桥工业大学建筑土木系JihuiYuan副教授领导的联合研究小组与大阪市立大学合作,提出了两种分析模型,评价他们研究小组确定的三种RR样品的反射方向特性,并将两种分析模型的预测结果与研究中的光学实验结果进行了比较。该研究成果发表在Elsevier杂志《EnergyBuildings》上。本研究主要包括三个部分,一是RR样品的制作,二是RR样品的光学测量,三是基于光学测量数据提出分析模型。在本研究中,介绍了两种评价RR材料反射方向特性的分析模型。为了提出合适的模型来评价RR材料的反射方向特性,比较了三种类型RR板的两种分析模型所评价的反射强度的角度分布。结果表明,应用AND模型评价RR材料的反射强度角分布,与原分析模型相比,取得了更好的结果。今后的工作就是提高分析模型的精度,重点提出其他可能评价RR材料反射方向特性的模型,如采用人工神经网络(ANN)方法。此外,为了提出评价RR材料三维反射方向性能的三维模型,今后的工作还将以开发三维光学系统为目标,继续开展这项研究。论文标题为《Analyticalmodeltoevaluatethereflectivedirectionalcharacteristicsofretro-reflectivematerials》。

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