东南大学建筑学院王伟团队在《创新·能源》发表空调外机遮挡物优化设计研究

（通讯员 王伟）近日，东南大学建筑学院王伟副研究员联合东南大学电气学院、美国劳伦斯伯克利国家实验室等多所研究机构，在《细胞》（Cell）旗下的国际著名期刊《创新·能源》（The Innovation Energy）上发表了题为“Optimal cover designs for outdoor units of air conditioners: A pathway to alleviate the hidden energy burden in Asian megacities”（空调外机罩优化设计：一种缓解亚洲大城市隐藏的能源负担的路径）的论文，系统揭示了空调外机遮挡物对建筑能耗与运行性能的负面影响，并提出可通过优化结构设计实现美观与能效的平衡，为城市建筑外立面设计与节能政策制定提供了重要科学依据。

随着全球城市化进程加快，城市热岛效应与制冷能耗问题日益突出。2025年召开的中央城市工作会议明确指出，当前和今后一个时期，要“以建设创新、宜居、美丽、韧性、文明、智慧的现代化人民城市为目标”，并将“着力建设绿色低碳的美丽城市”与“着力建设安全可靠的韧性城市”列为重点任务。为此，课题组团队持续开展城市建筑性能调研，聚焦从数据科学、建筑物理与设计的手段解决城市建筑性能缺陷。在城市更新与立面改造方面，课题组通过对全国80余个城市进行了空调机位的设计安装调研（境外调研的城市包括纽约、伦敦、巴斯、瑞典、芬兰、京都、东京、大阪、名古屋、新加坡、中国香港等），发现一个普遍现象：建筑立面焕然一新，但空调外机被“巧妙”遮挡，这一现象伴随着亚洲城市化进程加快而普遍存在。然而，现有空调外机遮挡物设计多注重风貌管控，而忽视其对空调系统性能的影响，导致能耗显著上升、制冷时间延长，尤其在极端高温天气下加剧电网负担。目前，针对外机盖结构与能耗关系的系统性研究仍较为缺乏，导致相关设计规范与政策指导不足。

研究团队通过实验室测试、热力学建模与全尺度建筑能耗模拟相结合的方法，系统评估了不同结构参数（百叶角度、孔板孔隙率）的空调外机遮挡物对空调制冷/制热性能、运行时间及建筑能耗的影响。研究覆盖亚洲多个气候区，并结合地理信息系统进行区域能耗影响分析。结果表明，全封闭外机盖平均增加建筑制冷能耗达11.4kWh/m²，极端情况下可达26.6kWh/m²，同时显著延长制冷运行时间，在高温天气下加剧用户不适与电网压力。研究进一步发现，通过优化空调外机结构参数，可几乎完全消除其带来的能效损失。百叶角度为60°或80°、孔板孔隙率为30%或40% 的优化设计，能够将制冷能耗增幅降至接近于零，同时保持外立面的视觉整体性。在亚洲气候炎热地区（如印度、沙特阿拉伯），采用80°百叶或40%孔隙率设计效果尤为显著。研究建议，在必须使用空调外机遮挡物的情况下，应优先采用上述优化参数，并将其纳入建筑外立面设计与能效标准。该研究不仅首次系统量化了空调外机遮挡物在亚洲区域的能耗影响，也为城市管理者、建筑师与政策制定者提供了明确、可操作的设计指南，有助于在推进城市美观化的同时，保障建筑能效与电网稳定性，支持亚洲大城市迈向低碳可持续发展。

本文第一作者为东南大学建筑学院硕士研究生吴纪源和韦海璐，通讯作者为东南大学电气工程学院胡秦然教授和建筑学院王伟副研究员。该研究获得国家自然科学基金重大项目课题（52394223）、青年基金（52208011）等多项资助，同时，该项工作特别致谢格力电器股份有限公司和格力电器（芜湖）有限公司的大力支持。

论文链接：https://www.the-innovation.org/article/doi/10.59717/j.xinn-energy.2026.100136

供稿：建筑学院

（责任编辑：吴涵玉 审核：李震）