Jihui Yuan (professeur adjoint, Département d'architecture et de génie civil, Toyohashi University of Technology) a proposé un modèle numérique de billes pour prédire le rapport de réflexion ascendant/descendant du matériau rétroréfléchissant (RR) des billes de verre destiné à l'atténuation des îlots de chaleur urbains (UHI) et à la réduction de la consommation d'énergie. Il a révélé que la rétro-réflectivité du matériau des billes de verre RR augmente progressivement du matin au midi, à ce moment-là, il commence à diminuer progressivement. Ces résultats contribueront aux recherches existantes sur l'absorption ou la réflexion du rayonnement solaire pour améliorer les conditions thermiques et lumineuses urbaines, et réduire la consommation d'énergie des bâtiments.

Diverses mesures d'atténuation de l'UHI et de réduction de la consommation énergétique des bâtiments ont été largement mises en œuvre. Plus loin, la réflectivité solaire de la chaussée environnante et des surfaces des murs extérieurs d'un bâtiment sont signalées comme des facteurs importants qui affectent la charge de climatisation du bâtiment, qui est directement liée à sa consommation d'énergie. Toits recouverts de matériaux hautement réfléchissants diffus (DHR) (c. peintures hautement réfléchissantes) peuvent réfléchir le rayonnement solaire vers le ciel s'il n'y a pas de bâtiments élevés à proximité. Cependant, s'il y a des bâtiments élevés à proximité, une grande partie du rayonnement solaire sera réfléchie vers les bâtiments et les routes avoisinants, où il sera absorbé pour exacerber le phénomène UHI. Ainsi, bien que les matériaux DHR soient largement appliqués aux façades de bâtiments, Les matériaux RR ont été recommandés en remplacement pour atténuer le phénomène UHI et réduire la consommation énergétique des bâtiments.

Cependant, Les matériaux RR sont encore en phase de recherche et développement et n'ont pas été utilisés dans la pratique. La plupart des recherches indiquent que lorsque les angles d'incidence de la lumière solaire deviennent très grands, la capacité RR est considérablement réduite, et la réflectivité solaire vers le bas, comme la réflectivité spéculaire, augmente. En outre, le rayonnement solaire descendant des façades des bâtiments a non seulement un impact négatif sur les piétons, mais il chauffe aussi l'environnement urbain par la chaleur absorbée par la surface du sol; Donc, le rayonnement solaire descendant est considéré comme un contributeur majeur au phénomène UHI. Par conséquent, compte tenu de la mesure dans laquelle un changement d'angle d'incidence peut affecter la capacité RR et la réflectivité solaire vers le bas des matériaux RR, une prévision complète est nécessaire.

Ainsi, Professeur assistant Jihui Yuan au sein du Département d'architecture et de génie civil de l'Université de technologie de Toyohashi, en collaboration avec des chercheurs de l'Université de la ville d'Osaka, ont proposé un modèle numérique de billes de verre pour prédire le rapport de réflexion ascendant/descendant des matériaux RR de type billes de verre. Les résultats de cette étude ont été publiés en ligne à l'avance dans la revue Elsevier Climat urbain en mars 2021.

Comme mentionné précédemment, mieux comprendre le principe de réflexion des matériaux RR de type billes de verre, un modèle numérique de billes de verre a été développé et simulé. La simulation a été réalisée pour évaluer la réflexion de la lumière du soleil du matériau RR de type billes de verre en analysant la rétroréflectivité et le rapport de réflexion ascendant/descendant des billes de verre.

Les travaux futurs se concentreront sur l'exploration de méthodes pour supprimer la lumière réfléchissante vers le bas et sur la tentative de développer les matériaux RR qui peuvent la minimiser. Les travaux futurs se concentreront également sur le développement de modèles plus précis pour l'évaluation des propriétés RR des matériaux RR, et sur la réalisation de mesures optiques réelles des matériaux RR.

Si nous pouvons prédire les caractéristiques de réflexion directionnelle des matériaux RR appliqués aux façades des bâtiments, tels que le rapport de réflexion ascendant/descendant, nous serions alors capables d'appliquer ces matériaux RR sur les surfaces extérieures dans différentes directions pour optimiser l'absorption ou la réflexion du rayonnement solaire; cela améliorerait à terme les conditions thermiques et lumineuses urbaines, et réduire la consommation d'énergie.