在一个日益变暖的世界里,建筑会在保护公众健康和维持生产力方面发挥关键作用。建筑设计、建筑外围结构的材料选择以及高效冷却系统的采用将变得至关重要。
为了减少太阳能热量的吸收,未来的设计将会整合诸如门廊、藤架、遮阳篷、百叶窗和卷帘等功能元素。战略性建筑布局与植被绿化方案,如绿色屋顶和垂直绿化墙,将会提升建筑隔热性并最大限度地减少热量吸收。通过种植落叶树木和绿化城市可以改善空气流通、提供季节性遮荫,并使环境温度降低数度。尽管如此,要在美观与节能之间取得平衡仍是一大挑战。视觉效果不应再凌驾于遮阳结构等实用功能之上(7)。
建筑外围结构的材料也将发挥越来越重要的作用。高热容量材料如石材和泥土,在地中海和北非地区的传统建筑中广泛应用,它能自然调节室内温度并减少对机械冷却系统的依赖(7)。创新材料如真空隔热板、二氧化硅气凝胶以及具有反射性能的先进涂层则在突破能效极限。这些技术造就了更薄的绝缘材料,却同时能达到传统材料五倍的绝缘效果。
尽管采取这些被动式冷却措施的可能性很大,但全球范围内对于能够适应极端气侯的活性冷却系统的需求量尚未出现爆发式增长,这一需求趋势既会受到新兴经济体的影响,也会受到发达经济体的推动。在新兴经济体中,收入的增长和电力供应的改善将加速空调的普及。在发达经济体中——通常位于气侯温和地带——气温上升和热泵的采用(热泵在反向运行时可提供制冷功能)将会增加电力需求。因此,制冷机组正在成为建筑物中能耗增长最快的设施。根据国际能源署 (IEA) 的预测,截止2050年,全球用于空间场所制冷的能量需求预计将增长三倍以上,其电力消耗量相当于中国和印度目前用电量的总和(7)。这一需求的暴增凸显了制定智能冷却策略的紧迫性,如夜间冷却和节能冷却的解决方案。