近日，
建筑学院王伟副研究员联合
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 建筑学院硕士研究生吴纪源和韦海璐，通讯作者为 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