圖：戴建國與合作團隊用了三年多時間，設計出環保製冷建築塗層

　　綠色建築、舊區活化、零碳生活……這些熱詞近年對香港人而言並不陌生。香港建築密度高，空間狹窄，無論春夏秋冬，大型建築物都需開冷氣製冷，維持室內人體舒適度，但這同時也帶來熱島效應、全球氣候變暖等一系列問題。如果有一種材料，只需在建築物表面塗上薄薄的一層，便宛如給建築物安裝一部天然空調，豈不是向零碳城市邁進一步？

　　香港理工大學土木及環境工程學系副系主任戴建國教授及香港城市大學材料科學和工程學系副教授雷黨願領導的香港學者團隊，攜手內地中建集團博士張衛東，研發出一種適合建築物表面大規模使用的「太陽光直射製冷塗層」。團隊指出，這種塗層不僅能實現建築物表面製冷，還能在零耗電情況下，令室內溫度維持在人體舒適的26℃左右。\大公報記者 黎慧怡（文、圖）

　　常識告訴我們，太陽直曬時，物體表面會發熱。而戴建國團隊的研究，正顛覆了這固有觀念。他們的研發之路，要從史丹福大學電子工程學系華裔教授范汕洄的研究說起。2014年，范汕洄團隊首創白天低於環境溫度的輻射製冷技術（Sub-ambient Daytime Radiative Cooling，SDRC），使用銀襯底的多層納米光子晶體，在零電耗下實現低於環境溫度的效果。隨後科羅拉多大學、哥倫比亞大學等眾多研究團隊，紛紛研發出具有SDRC技術的材料。然而，這些材料因成本、環保及施工性能等問題，未能大規模應用在建築物上。

　　「很多尖端技術在土木建築工程上不是不能用，是用不起。」針對建築應用上的成本限制、量大面廣等現實需求，戴建國團隊提出一種新的材料設計理念，通過多重散射、寬譜輻射與熒光轉換，降低建築物表面對太陽光的吸收。

　　縮小溫差延長建築物壽命

　　他們的設計與范汕洄的理念有何不同？戴建國解釋說，團隊借助商業化的納米粒子實現漫反射，代替以銀為底的鏡面反射，一方面能降低成本，另一方面有助避免鏡面極高反射率帶來的光污染問題。

　　其次，團隊設計出寬譜輻射的方式，讓大氣也作為溫度調節器，加入到熱量交換中。戴建國說：「原創技術選擇性地使材料在大氣紅外窗口，即8-13微米波段，與外太空實行熱輻射傳遞，但到了夜晚製冷效果比白天更強，使得白天和黑夜間建築物表面溫度差變得更大；而我們在塗層中加入寬粒徑分布的微米粒子，在3-50微米這個更寬的波長範圍也具較高的輻射率，縮小建築物表面晝夜溫差，延長它們的壽命。」

　　此外，團隊使用一款熒光材料，把到達建築物表面的一部分太陽能，轉換成可見光發射到大氣中，從而帶走一部分能量。

　　為了驗證塗層效果，合作團隊夏天在北京設置了兩間混凝土模型建築，進行現場測試。測試結果表明，塗上塗層的房子，與周圍環境溫度相比，建築物表面溫度白天最大可降低9℃，夜晚則可降低3℃，沒有塗層的室內溫度在30至40℃之間變化，而有塗層的室內平均溫度在24℃至28℃之間波動。目前，團隊還在珠海進行模型房試驗，研究不同氣候條件下的塗層降溫效果及適用性。

　　塗層具備自動清潔功能

　　至於外觀問題，戴建國坦言，目前正進一步開發彩色及透明的塗層，實現任何材質建築表面都能使用，並朝着與建築物「同壽命」的目標進行。「目前這個製冷塗層已具備自動清潔功能，像雨傘表面一樣疏水，加上荷葉效應，下雨時雨水能把塗層表面的髒物帶走，十分有利於建築物的維護以及提高它們的耐久性」。

　　戴建國說，香港建築耗能佔社會總能耗的40%以上，其中很大部分來自空調製冷所消耗的電能。他堅信，未來的建築終能實現零空調製冷，仍能保持室內人體舒適度。「空調降低1℃需要消耗大量電力，香港這麼多建築物，哪怕建築物表面降低1℃，對於室內維持恆溫，也能省很多電能」。