今夏的極端高溫天氣，簡(jiǎn)直是一場(chǎng)噩夢(mèng)。不論是在工作場(chǎng)所，還是在家里，炎熱剝奪了我們的注意力，使我們?cè)谝归g難以入眠。擁有空調(diào)的人可謂非常幸運(yùn)。但不幸的是，這些系統(tǒng)的運(yùn)行會(huì)消耗大量能源，而且受到能源危機(jī)的影響，電費(fèi)飆升?？照{(diào)不僅價(jià)格昂貴，其制冷劑還會(huì)危害環(huán)境。
因此，人們正在迫切尋求一種節(jié)能的樓宇制冷解決方案。
被動(dòng)輻射冷卻將顛覆這一切
被動(dòng)輻射冷卻將太空視為一個(gè)近乎無(wú)限的能量庫(kù)。能量從物體上通過(guò)大氣輻射出去。這種能量通過(guò)發(fā)射中紅外（MIR）電磁波進(jìn)行轉(zhuǎn)移。地球樓宇和太空之間巨大的溫度梯度將這一切化為了可能。
被動(dòng)輻射冷卻原理
猜猜被動(dòng)輻射冷卻最酷的地方是什么？那就是……被動(dòng)！樓宇制冷不再需要輸入額外的能量。這簡(jiǎn)直太棒了！難道不是嗎？
但這存在一個(gè)難點(diǎn)
來(lái)自表面的輻射發(fā)射是恒定的。因此，輻射能的凈負(fù)變化對(duì)于冷卻來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。在實(shí)操中，這意味著什么呢？
白天的入射日輻射通常大大超過(guò)對(duì)太空的輻射，這導(dǎo)致表面升溫。因此，被動(dòng)冷卻大多在夜間使用，因?yàn)檫@時(shí)對(duì)太空的輻射要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)入射輻射。
盡管如此，該領(lǐng)域的研究仍在不斷取得進(jìn)展。新材料和技術(shù)的開(kāi)發(fā)將有效的日間被動(dòng)冷卻變成可能。
而為了測(cè)試這些新材料的有效性，必須確認(rèn)其熱發(fā)射率。
傅立葉變換紅外光譜法在此大顯身手
為了達(dá)到最佳的冷卻性能，這些材料必須滿足特定的要求。除了高太陽(yáng)反射率，在8-13 µm的紅外區(qū)域具有高發(fā)射率也是必要的。這一點(diǎn)非常重要，因?yàn)樵谶@個(gè)區(qū)域，幾乎沒(méi)有空氣吸收紅外線，這將削弱冷卻效果。
使用布魯克INVENIO光譜儀（以及其他布魯克光譜儀），就可以測(cè)定發(fā)射率。為此，它可以配備A562積分球。積分球體中的光束轉(zhuǎn)向反射鏡會(huì)以15°的入射角，將來(lái)自INVENIO的入射光引導(dǎo)到樣品上。
在這個(gè)角度下，就可以滿足典型的發(fā)射率分析要求，即入射光必須接近垂直。這對(duì)減少極化效應(yīng)而言非常重要。借助這種設(shè)置，就可以測(cè)量光譜半球反射率。通過(guò)使用基爾霍夫定律，最終可以確定光譜半球發(fā)射率。
用于測(cè)定發(fā)射率的布魯克A562鍍金積分球
結(jié)論
為了在炎熱的夏天保持涼爽，被動(dòng)輻射冷卻帶來(lái)了一個(gè)環(huán)保的空調(diào)替代選擇。傅立葉變換紅外光譜儀有助于測(cè)定材料的發(fā)射率，從而進(jìn)一步提高輻射冷卻方法的效率。
參考文獻(xiàn)
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