Een praktijkonderzoek door onderzoekers van NTU Singapore heeft aangetoond dat het gebruik van koele verfcoatings in steden ervoor kan zorgen dat voetgangers zich tot 1,5°C koeler voelen, waardoor het stedelijk gebied comfortabeler wordt voor werk en ontspanning. Het onderzoek is gepubliceerd in Duurzame Steden en Samenleving .

Koele verfcoatings bevatten additieven die de hitte van de zon reflecteren om de absorptie en emissie van oppervlaktewarmte te verminderen. Ze worden aangeprezen als een manier om het stedelijk gebied af te koelen en het stedelijke hitte-eilandeffect (UHI) te verzachten, een fenomeen waarbij stedelijke gebieden warmere temperaturen ervaren dan hun buitenomgeving.

Tot nu toe zijn de meeste onderzoeken naar koele verfcoatings gebaseerd op simulaties of getest in verkleinde modellen, en het inzicht in de toepassing ervan in scenario's in de echte wereld is beperkt.

Nu hebben NTU-onderzoekers een eerste in zijn soort real-world onderzoek in de tropen uitgevoerd om uitgebreid te evalueren hoe goed koele verfcoatings werken bij het verminderen van de stadshitte.

Het team bedekte de daken, muren en wegverhardingen van een industriegebied in Singapore en ontdekte dat, in vergelijking met een aangrenzend ongecoat gebied, de gecoate omgeving 's middags tot 2°C koeler was, terwijl het thermische comfortniveau voor voetgangers met maar liefst 2°C verbeterde. tot 1,5°C, gemeten met behulp van de Universal Thermal Climate Index, een algemene internationale standaard voor de menselijke buitentemperatuursensatie, waarbij rekening wordt gehouden met temperatuur, relatieve vochtigheid, thermische straling en windsnelheid.

Hoofdauteur Dr. EV S Kiran Kumar Donthu, die het werk voltooide als Research Fellow bij het Energy Research Institute van NTU (ERIAN), zei:"Ons onderzoek levert bewijs dat koele verfcoatings de opbouw van warmte verminderen en bijdragen aan de koeling van de stedelijke omgeving.

“Dit is een minimaal ingrijpende oplossing voor stedelijke koeling die een onmiddellijk effect heeft, vergeleken met andere opties waarvoor vaak grote stedelijke herontwikkeling nodig is. Bovendien verminderen we, door de hoeveelheid warmte die in stedelijke structuren wordt geabsorbeerd, de warmtebelasting in gebouwen te verminderen, waardoor het energieverbruik van de airconditioning binnenshuis wordt verminderd."

Hoofdonderzoeker, universitair hoofddocent Wan Man Pun aan de NTU School of Mechanical &Aerospace Engineering (MAE), zei:“De bevindingen uit het onderzoek zijn niet alleen relevant voor steden in Singapore, waar het het hele jaar door warm is, maar ook voor andere stedelijke gebieden in de buurt. Met de opwarming van de aarde zullen mensen steeds meer op zoek gaan naar manieren om koel te blijven. Onze studie valideert hoe koele verfcoatings een strategie kunnen zijn om het stedelijke hitte-eilandeffect in de toekomst te verminderen."

De studie ondersteunt het strategische plan NTU 2025, dat tot doel heeft de grote uitdagingen van de mensheid op het gebied van duurzaamheid aan te pakken en de vertaling van onderzoeksontdekkingen naar innovaties te versnellen die de menselijke impact op het milieu verzachten.

Experimenten uit de echte wereld in 'straatcanyons'

Om hun experimenten in de echte wereld uit te voeren, selecteerden de NTU-onderzoekers vier rechthoekige gebouwen die twee parallelle 'straatcanions' creëerden (smalle straatjes geflankeerd door gebouwen) op een industrieterrein ten westen van Singapore, beheerd door JTC Corporation.

Eén kloof, of 'koele kloof', werd bedekt met koele verf op de daken, muren en bestrating, terwijl de andere (conventionele) kloof bleef zoals hij was als 'controle' voor het experiment.

Met behulp van omgevingssensoren bewaakte het NTU-team gedurende twee maanden de omstandigheden in de twee canyons, waaronder luchtbeweging, oppervlakte- en luchttemperatuur, vochtigheid en straling, om te zien hoe goed de koele verfcoatings werkten bij het verminderen van de stadshitte.

De onderzoekers ontdekten dat tijdens een cyclus van 24 uur de koele kloof tot 30% minder warmte vrijgaf van de bebouwde oppervlakken, waardoor de luchttemperatuur in de koele kloof tot 2 koeler was dan in de conventionele kloof. °C op het heetste moment van de dag, rond 16.00 uur. Als gevolg hiervan kunnen voetgangers in de koele kloof het tot 1,5°C koeler voelen.

Het NTU-onderzoeksteam ontdekte ook dat de luchttemperatuur in de koele kloof werd verlaagd omdat er minder warmte werd geabsorbeerd door en opgeslagen in de muren, daken en wegen van het gebouw, en die vervolgens zou zijn vrijgegeven om de omringende lucht of de lucht van het gebouw op te warmen. interieur.

Vergeleken met conventionele daken reflecteerden de daken met de koele verflaag 50% meer zonlicht en absorbeerden daardoor tot 40% minder warmte, tijdens de heetste tijd van een zonnige dag. De gecoate wanden voorkwamen bovendien dat de meeste warmte de industriële gebouwen binnendrong.

Co-auteur, assistent-professor Ng Bing Feng aan de NTU School of MAE, zei:"Ons onderzoek toonde aan dat koele verfcoating op de weg aanzienlijk heeft bijgedragen aan het verlagen van de heetste temperaturen in de koele kloof, wat bevestigt dat koele verfcoating een veelbelovende manier kan zijn om stedelijke gebieden koeler en comfortabeler te maken, vooral tijdens warm weer. We hopen dat de bevindingen uit ons onderzoek meer stedenbouwkundigen zullen aanmoedigen om op grotere schaal koele verfcoatings toe te passen op meer bebouwde oppervlakken."

In toekomstig onderzoek zal het NTU-team zich concentreren op hoe de koele verflaag zich in de loop van de tijd op dezelfde experimentlocatie houdt.

Meer informatie: E. V. S. Kiran Kumar Donthu et al, Dynamiek van koele oppervlakteprestaties op stedelijk microklimaat:een volledig experimenteel onderzoek in Singapore, Duurzame steden en samenleving (2024). DOI:10.1016/j.scs.2024.105218

Geleverd door Nanyang Technologische Universiteit