Jihui Yuan (Assistent Professor, Vakgroep Architectuur en Civiele Techniek, Toyohashi University of Technology) stelde een numeriek kraalmodel voor om de opwaartse tot neerwaartse reflectieverhouding van retroreflecterend (RR) glasparelmateriaal te voorspellen dat bedoeld is voor het verminderen van het stedelijke hitte-eiland (UHI) en het verminderen van het energieverbruik. Het onthulde dat de retroreflectiviteit van RR-materiaal met glasparels geleidelijk toeneemt van 's morgens tot' s middags, op dat moment begint het geleidelijk af te nemen. Deze resultaten zullen bijdragen aan bestaand onderzoek naar de absorptie of reflectie van zonnestraling om stedelijke thermische en lichtomstandigheden te verbeteren, en het energieverbruik van gebouwen te verminderen.

Verschillende maatregelen voor het verminderen van UHI en het verminderen van het energieverbruik van gebouwen zijn op grote schaal geïmplementeerd. Verder, de zonnereflectiviteit van de omringende bestrating en buitenmuuroppervlakken van een gebouw zijn naar verluidt belangrijke factoren die de airconditioningbelasting van het gebouw beïnvloeden, die direct verband houdt met het energieverbruik. Daken bedekt met diffuse sterk reflecterende (DHR) materialen (d.w.z. sterk reflecterende verven) kunnen zonnestraling naar de lucht reflecteren als er geen hoge gebouwen in de buurt zijn. Echter, als er hoge gebouwen in de buurt zijn, veel van de zonnestraling zal worden gereflecteerd naar aangrenzende gebouwen en wegen, waar het zal worden geabsorbeerd om het UHI-fenomeen te verergeren. Dus, hoewel DHR-materialen op grote schaal worden toegepast op gevels van gebouwen, RR-materialen zijn aanbevolen als vervanging om het UHI-fenomeen te verminderen en het energieverbruik van gebouwen te verminderen.

Echter, RR-materialen bevinden zich nog in de onderzoeks- en ontwikkelingsfase en zijn praktisch niet gebruikt. Het meeste onderzoek geeft aan dat wanneer de invalshoeken van zonlicht erg groot worden, de RR-capaciteit wordt kritisch verminderd, en de neerwaartse zonnereflectie, zoals spiegelreflectie, neemt toe. In aanvulling, de neerwaartse zonnestraling van de gevels van gebouwen heeft niet alleen een negatieve invloed op voetgangers, maar het verwarmt ook de stedelijke omgeving door de warmte die wordt geabsorbeerd door het grondoppervlak; dus, neerwaartse zonnestraling wordt beschouwd als een belangrijke bijdrage aan het UHI-fenomeen. Daarom, in overweging van hoeveel een verandering in invalshoek de RR-capaciteit en neerwaartse zonnereflectie van RR-materialen kan beïnvloeden, een uitgebreide voorspelling nodig is.

Dus, Universitair docent Jihui Yuan bij de afdeling Architectuur en Civiele Techniek aan de Toyohashi University of Technology, in samenwerking met onderzoekers van de Osaka City University, stelde een numeriek model voor glasparels voor om de opwaartse naar neerwaartse reflectieverhouding van RR-materialen van het glaspareltype te voorspellen. De resultaten van dit onderzoek zijn vooraf online gepubliceerd in het Elsevier tijdschrift Stedelijk klimaat in maart 2021.

Zoals eerder vermeld, om het reflectieprincipe van RR-materialen van het glaspareltype beter te begrijpen, een numeriek model van glasparels werd ontwikkeld en gesimuleerd. De simulatie werd uitgevoerd om zonlichtreflectie van het type RR-materiaal van glasparels te evalueren door de retroreflectiviteit en de opwaartse naar neerwaartse reflectieverhouding van glasparels te analyseren.

Toekomstig werk zal zich richten op het verkennen van methoden om het naar beneden reflecterende licht te onderdrukken en op het proberen om de RR-materialen te ontwikkelen die dit kunnen minimaliseren. Toekomstig werk zal zich ook richten op de ontwikkeling van nauwkeurigere modellen voor de evaluatie van de RR-eigenschappen van RR-materialen, en bij het uitvoeren van daadwerkelijke optische metingen van RR-materialen.

Als we directionele reflectiekenmerken kunnen voorspellen van RR-materialen die worden toegepast op gevels van gebouwen, zoals de opwaartse naar neerwaartse reflectieverhouding, dan zouden we deze RR-materialen in verschillende richtingen op de buitenoppervlakken kunnen aanbrengen om de absorptie of reflectie van zonnestraling te optimaliseren; dit zou uiteindelijk de thermische en lichtomstandigheden in de stad verbeteren, en het verminderen van het energieverbruik.