今年夏天，歐洲和亞洲大範圍地區經歷破紀錄的熱浪，討論焦點集中在一個明顯的降溫方法：增加空調使用。空調在美國、日本和澳洲等高收入國家相當普及，但在歐洲和低收入國家的家庭中較少見。然而，科學家指出，空調運行成本高、耗能巨大且會產生熱量，因此在每個需要空調的家庭安裝並非解決之道。近年來，材料科學的進步帶來被動冷卻建築的新方法，提供無上述缺點的解決方案。
根據本月早些時候發表在《Nature Reviews Clean Technology》上的一篇綜述，建築冷卻約占全球電力使用的近10%。隨著熱浪變得更頻繁、強烈且持續時間更長，這一比例預計將持續增長。到2050年，全球建築冷卻所需電力預計將比2024年增加210%，空調相關的溫室氣體排放可能增加三倍。
澳洲雪梨新南威爾斯大學建築研究員Matthaios Santamouris表示，空調對於高風險群體如65歲以上長者來說可能是救命工具，但此技術存在多項缺點。溫度飆升時，空調使用激增，電力需求突然增加，對電網造成壓力，可能引發停電，危及易受熱應激影響的人群。
新南威爾斯大學城市氣候學家Negin Nazarian指出，空調還會提高城市溫度。分離式空調系統透過將室內熱量抽出並排放到室外環境，造成室外溫度升高，形成惡性循環，促使更多空調使用以降溫室內空間。
空調使用成本也使低收入族群難以負擔，而這些族群正是極端高溫傷害的高危險群。例如，印度、墨西哥、印尼和巴西多達一億個家庭到2040年仍無法負擔空調，儘管他們已能接通電力。
Santamouris表示，被動冷卻建築透過設計材料來控制溫度，幾乎不耗能。商業建築、辦公室和大學已使用自動百葉窗和窗簾，根據太陽位置調節，控制熱量進入，減少對空調的依賴。
牛津大學可持續冷卻專家Nicole Miranda指出，最令人興奮的進展是被動輻射冷卻材料的開發。地球釋放的大部分熱量被吸收，只有波長介於8至13微米的“大氣窗”波段熱波能直接逸散到太空。被動輻射冷卻技術利用這一特性，透過特殊塗料、玻璃、凝膠及其他建築材料反射這些波長的熱能。
科學家研發出多層結構或含氣泡的材料來反射熱能。例如，含有微米或奈米級二氧化矽和氧化鋁球體的塗料能增強光散射，提升熱能釋放。一種塗層能將表面溫度降低5.26°C，反射97%的太陽能量。
研究人員也在開發結合輻射冷卻與蒸發冷卻的材料，雖多數仍處於原型或測試階段。有些採用多層不同特性的結構，有些則是混合多種粒子的單一材料。例如，2021年開發的塑膠薄膜含有吸水水凝膠，夜間捕捉水氣，白天水分蒸發時吸熱，並有防水頂層促進熱量釋放，提升冷卻效果。在直射陽光下，該薄膜能降低表面溫度約7°C。
Santamouris表示，這些冷卻材料實際上就像空調，可應用於屋頂，降低室內溫度並減少空調需求。
Nazarian強調，需要制定政策和指導方針，鼓勵或要求新建築採用被動冷卻方法，並結合戶外環境降溫策略。“我們必須從多角度著手解決這個問題。”
