这篇文档属于类型a，是一篇关于建筑围护结构保温与辐射制冷技术协同节能效应的模拟分析研究。以下是针对该研究的学术报告：

研究团队与发表信息

本研究由Han Li（北京建筑大学环境与能源工程学院）、Jingjing An（通讯作者，北京建筑大学）、Chuang Wang（北京建筑大学）和Da Yan（清华大学建筑学院）合作完成，发表于Energy & Buildings期刊2025年第339卷，文章编号115759。

学术背景

研究领域：建筑节能与被动制冷技术。
科学问题：传统建筑节能依赖围护结构保温材料（Insulation Materials, IMs），但其降低传热系数的能力受表面对流换热限制；而新兴辐射制冷材料（Radiative Cooling Materials, RCMs）通过光谱特性反射太阳辐射并通过“大气窗口”（8–13 μm波段）向太空辐射散热，可显著降低建筑外表面温度。然而，现有研究多聚焦单一RCMs的节能效果，未充分探讨RCMs与围护结构保温性能的耦合关系。
研究目标：系统分析RCMs与IMs的协同节能机制，提出优化组合策略，为建筑节能改造提供理论依据。

研究方法与流程

1. 技术框架

研究采用DEST（建筑性能模拟平台）结合等效天空辐射温度模块，精确计算RCMs在不同波段的辐射传热。研究分为以下步骤：
- 模型构建：建立两类简化建筑模型（公共建筑Model 1和住宅建筑Model 2），模拟不同内部热密度（Internal Heat Density, IHD）、空调设定温度、建筑层数等变量。
- 场景设置：以广州为例，结合气象数据（中国气象局与清华大学联合开发的数据集），设置9种基础工况（如IHD为5–100 W/m²、空调温度24–28°C、建筑1/3/10层）。
- 技术措施组合：将RCMs（全表面、仅屋顶、仅墙面）与IMs（低/中/高保温性能）组合为27种方案，对比无节能措施的基准案例。

2. 关键实验方法

• 等效天空辐射温度模块：基于Bu等（2024）提出的算法，解决RCMs光谱选择性传热的非线性模拟问题，误差%。
  
• 验证模型：通过广州某商业办公楼实测数据验证简化模型，模拟能耗（37.85 kWh/m²）与实测值（37.55 kWh/m²）误差%。
  

3. 数据分析

• 评价指标：单位面积年空调耗电量（E）及节能量（ESP），计算公式如下：
  [ E = \frac{L{\text{cooling}}}{\text{EER} \times A{\text{ac}}}, \quad \text{ESP} = E_0 - E_1 ]
  其中EER（能效比）设为3.0，冷却季为4月15日至10月31日。
  

主要结果

1. 内部热密度（IHD）的影响

• 低IHD（5 W/m²）：保温性能越高的围护结构（如“all-r(h)w(h)”）节能效果最佳，因外表面温度仍高于内表面，需减少室外热侵入。
  
• 高IHD（100 W/m²）：薄保温层（如“all-r(l)w(l)”）更优，因RCMs使外表面温度低于内表面，促进室内热量外散。
  

2. 空调设定温度的影响

• 低温设定（24°C）：需高保温性能（如“all-r(l)w(h)”），因空调制冷使内表面温度更低。
  
• 高温设定（28°C）：薄保温层更有利，RCMs维持外表面低温，增强散热。
  

3. 建筑层数的差异

• 单层建筑：屋顶RCMs散热效果显著，最优组合为“all-r(l)w(h)”。
  
• 高层建筑：墙面散热需求增加，推荐“all-r(l)w(l)”。
  

4. 复杂建筑验证

• 商业中心：采用“all-r(l)w(l)”可节能4.86 kWh/m²。
  
• 联排住宅：最优组合节能2.88 kWh/m²，验证结论普适性。
  

结论与价值

科学价值：揭示了RCMs与IMs的耦合机制，证明在特定条件下（如高IHD或高温设定）减少保温层厚度可提升节能效果。
应用价值：为广州等夏热冬暖地区（HSCW）的建筑节能改造提供优化方案，例如在商业建筑中优先采用“屋顶薄保温+墙面高保温”组合。

研究亮点

1. 创新方法：首次在DEST中集成等效天空辐射温度模块，实现RCMs光谱特性的高效模拟。
   
2. 关键发现：明确了IHD和空调设定温度是影响协同节能的关键因素，颠覆了传统“保温层越厚越好”的认知。
   
3. 跨气候验证：研究结论在台北、迈阿密等城市同样适用，体现全球推广潜力。
   

其他价值

研究指出未来需进一步探讨建筑群间的辐射反射效应及极端天气下的适应性，为后续研究指明方向。