香港城市大學與西安交通大學研究團隊成功研發一種「白色紅外線透明隔熱氣凝膠」（White Infrared-Transparent Aerogel, WITA），能與無電製冷技術搭配使用。該材料突破現有日間輻射製冷技術的限制，在戶外測試中展現出最高可額外降低 5.2°C 的降溫表現，為建築被動式節能提供新路徑。
解耦太陽反射與熱輻射 解決傳統無電製冷瓶頸
隨著全球暖化趨勢加劇，建築物空調系統的耗電量與相關碳排放持續攀升。無電製冷技術中的「低於環境溫度的日間輻射製冷材料」（Sub-ambient Daytime Radiative Cooling, SDRC），雖然能在不消耗電力的情況下將熱量輻射至外太空，但過往技術依賴單一表面同時負責反射太陽光與輻射熱能，容易受到周圍環境的寄生熱增益影響，限制了深層降溫的效果。
為了克服這項挑戰，研究團隊採用簡化的單步溶劑交換法，選擇超高分子量聚乙烯（Ultra-High Molecular Weight Polyethylene, UHMWPE）作為基材開發出 WITA。由於 UHMWPE 具備更高的物理交聯能力與纏結密度，可有效維持氣凝膠內部的三維多孔結構。這種材料能將太陽光反射與熱輻射散熱兩種功能順利解耦，在大氣窗波段的透射率高達 94.5%，太陽反射率則達 96.6%。團隊更建立起整合光散射與熱傳輸的多尺度光學熱學模型，能精準預測材料在不同氣候條件下的製冷表現。
實地測試驗證節能效益 兼具耐候與消防安全
研究團隊在香港與阿布扎比進行戶外實驗，驗證 WITA 應用於商業白色塗層及 SDRC 塗層的實際效果。實驗顯示，在香港的環境下，疊加 WITA 的 SDRC 塗層比單獨使用 SDRC 塗層額外多降低高達 5.2°C 的溫度。而在阿布扎比的乾熱沙漠氣候中，WITA 亦展現出長期穩定優於單一塗層的製冷優勢。
透過建築能源模型針對四層住宅建築進行模擬，在阿布扎比的氣候環境下，採用 SDRC 屋頂每年可比傳統屋頂節省 14.6 吉焦耳（GJ）的電能；若進一步加裝 WITA，節能效益可再提升約 55%。此外，該氣凝膠材料在 40°C 與強烈紫外線持續照射 75 天（約相當於香港戶外曝曬兩年）的測試中，光學性能幾乎未發生衰減，呈現優異的耐候性。材料同時具備疏水自潔能力，加入商用阻燃劑後遇火僅會收縮而不燃燒，並可調配成紅、黃、藍等多種色彩，利於建築外觀設計。
永續觀點
建築營運階段的空調用電是城市碳排放的主要來源之一，而傳統空調排放的廢熱更是加劇都市熱島效應的元兇。透過被動式製冷材料的突破，能在完全不耗電的前提下主動降低建築外殼溫度，從源頭減少冷氣負擔與能源需求。
對於企業永續人員與建築設計師而言，在規劃綠建築或進行既有建築翻新時，應持續關注被動式輻射製冷技術的商業化進程。在材料尚未普及前，企業亦可先行評估高反射率屋頂塗層或隔熱層的採用，減少夏日空調峰值用電。對一般民眾來說，選擇能阻隔輻射熱的隔熱窗貼或屋頂綠化，同樣能達到務實減碳與降低電費的效益。
名詞與背景
為了幫助讀者更深入瞭解本項研究的技術背景，以下整理相關環境與工程名詞說明：
- 日間輻射製冷（Sub-ambient Daytime Radiative Cooling, SDRC）：一種無需消耗電力的被動式冷卻技術。其原理利用特殊材料將太陽光高比例反射，同時透過大氣層相對透明的波長區間（大氣窗，約 8 至 13 微米），將表面熱能以紅外線輻射形式直接排向外太空，使物體表面溫度降至低於環境氣溫。
- 氣凝膠（Aerogel）：一種內部充滿微孔的極輕固體材料，擁有極低的熱傳導率，常作為高品質的隔熱材料。本研究創新採用高分子基材製成對紅外線透明的氣凝膠，在阻絕傳導熱的同時允許熱輻射穿透。
- 都市熱島效應（Urban Heat Island Effect）：指都市區域因水泥建物集結、綠地減少以及車輛與空調系統大量排放人工廢熱，導致市區氣溫顯著高於周邊郊區的現象。被動式製冷技術可減少廢熱排放，有助於緩和熱島效應。
常見問題
這款新型氣凝膠（WITA）是如何達到額外降溫效果的？
WITA 採用超高分子量聚乙烯製成，能將太陽光反射與熱輻射散熱兩種功能分開處理，高透光率與高反射率使其搭配日間輻射製冷材料時可再額外降溫最高 5.2°C。
這項新材料適合安裝在戶外嗎？耐候性與安全性如何？
該材料通過相當於香港兩年戶外曝曬的紫外線測試且性能未衰減，並具有疏水自潔能力，添加阻燃劑後遇火僅會收縮而不燃燒，具備優異的耐候與安全特性。
這項技術對於建築節能有什麼實質幫助？
根據模型模擬，在乾熱氣候區的四層住宅屋頂採用此材料組合，能讓既有的無電輻射製冷屋頂節能效益再提升約 55%，顯著降低空調用電需求。