近年来我国建筑能耗逐年增加,占全国能源总消费量的1/3左右,而其中约12%的建筑运行能耗来自于制冷。随着全球气候变暖,极端天气出现越来越频繁,人们对制冷的需求越来越大。传统的制冷技术不仅消耗大量能源,而且引发一系列环境问题。利用可再生能源驱动的新型制冷技术,系统相对较复杂,而且应用范围受限。最近兴起的辐射冷却技术以温度极低的外太空作为冷源,以8-13 um的“大气窗口”为通道,将物体的热量以热辐射形式排出地表。这种冷却方式不仅不需要任何能源输入,而且能减缓全球变暖趋势。辐射冷却技术与建筑结合一般采用间接方式(与空调系统耦合),此种方式依赖于空调系统,仍然需要消耗大量能源,不能充分利用辐射冷却的节能潜力,而日间辐射冷却与建筑直接结合的方式目前仍未被探索。本文针对辐射冷却与建筑直接结合在冬季辐射冷却增加室内热负荷的问题,首先,采用Science报道的分级多孔冷却材料PVDF-HFP制备了冷却材料并对其进行了表征,采用太阳吸热涂层作为冬季吸热材料,构建适用于全年使用的调温模块。进而采用此模块搭建了辐射冷却性能实验装置和模拟建筑实验装置,并分别进行夏季冷却和冬季采暖实验。最后,采用Energy Plus和Matlab软件构建模型,对天津、西安和海口的实际建筑采用调温模块进行夏季和冬季的节能分析。研究结果表明:制备的冷却材料大气窗口内红外发射率为97%,太阳光反射率为95%,在高湿度的海边可以取得低于环境温度7℃的温降;在环境温度23℃、湿度约80%的环境下,净冷却功率约为50 W/m~2。夏季实验中,在太阳辐照量750W/m~2、日间最高温度33℃时,模拟建筑内空气温度最高仅为27.5℃,每天除了太阳强度较大的中午到下午需要空调提供部分冷量外,其余时间均不需空调制冷。冬季实验中,调温模块采用吸热模式,日间太阳强度较大的时段室内温度可满足采暖要求,不需要额外热量供应;夜间温度也高于调温模块冷却模式下的室内的温度。在模拟供暖的五天实验中,冬季采用调温模块吸热模式相对于无调温模块的对照组平均节能率约为18.6%。通过模拟可以确定:夏季,天津、西安和海口采用全屋顶面积的调温模块时,直接节能率分别为39.6%、43.9%和22.1%,理论蓄冷节能率分别为86%、83.8%和74.5%;采用60%屋顶面积时直接节能率分别为42.4%、31.9%和17.9%,理论蓄冷节能率分别为60.3%、56%和52.5%。冬季,天津地区采用全屋顶面积和60%屋顶面积的调温模块时的理论蓄热节能率分别为21%和10.1%;西安地区两种面积比下的理论蓄热节能率分别为5.7%和3.7%。可见,夏季节能效果明显好于冬季,全年总节能效果明显。