Tim istraživača sa univerziteta Prinston i UCLA osmislio je pasivni mehanizam za hlađenje zgrada tokom letnjih meseci i grejanje tokom zime. U radu objavljenom u časopisu Cell Reports Physical Science, oni navode da je ograničavanjem toplotnog zračenja između zgrada i njihove okoline na određene talasne dužine moguće ostvariti značajne energetske uštede i povećati termalnu udobnost zgrada.
Ilustracija (Foto: Pexels)
Istraživač Jyotirmoy Mandal, asistent profesora građevinskog i ekološkog inženjeringa na Prinstonu, ukazao je da porast temperatura predstavlja globalni izazov za održavanje zgrada pogodnih za stanovanje. On je objasnio da zgrade većinu toplote razmenjuju sa okolinom putem zračenja, i da prilagođavanjem optičkih svojstava njihovih omotača možemo kontrolisati toplotu unutar zgrada na nov način.
Zračna toplota, koja se prenosi elektromagnetnim talasima, prisutna je svuda - osećamo je kada nas greje sunčeva svetlost ili kada grejalica zagreva prostoriju. Uobičajeno je da se u zgradama kontroliše zračna toplota tako što se roletnama blokira sunčeva svetlost ili se krovovi i zidovi farbaju u belo kako bi reflektovali sunčeve zrake.
Oglas
Aaswath Raman, vanredni profesor inženjerstva i nauke o materijalima na UCLA, objasnio je da su gradovi poput Santorinija u Grčkoj ili Džodpura u Indiji koristili hlađenje zgrada reflektovanjem sunčeve svetlosti na krovovima i zidovima vekovima unazad. On je napomenuo da je u novije vreme porastao interes za premaze za krovove koji reflektuju sunčevu svetlost, ali da je hlađenje zidova i prozora komplikovanije.
Premazi za hlađenje krovova reflektuju sunčevu svetlost i šalju dugotalasnu toplotu u svemir. Za razliku od njih, zidovi i prozori uglavnom su usmereni ka zemlji i susednim zgradama, pa se zagrevaju od toplote koja dolazi sa vrelih ulica, trotoara i obližnjih građevina.
Iako zidovi i prozori zrače toplotu ka nebu, ipak se zagrevaju od zemlje. Zimi okolina postaje hladnija, odvodeći toplotu sa zidova i prozora.
Istraživači su zaključili da se ovo može rešiti promenom načina kretanja toplote između zgrada i oblasti na nivou tla u poređenju sa načinom na koji prelazi od zgrada ka nebu.
Naime, zračna toplota ka nebu ide u uskom delu infracrvenog spektra poznatom kao atmosferski transmisioni prozor, pa su istraživači ovo nazvali uskopojasnim zračenjem. Na nivou tla, zračna toplota prelazi preko celog infracrvenog spektra, što su nazvali širokopojasnim zračenjem.
Mandal naglašava da premazivanje zidova i prozora materijalima koji zrače ili apsorbuju toplotu samo u atmosferkom prozoru može smanjiti širokopojasno zagrevanje od zemlje leti i gubitak toplote zimi, dok zadržava efekat hlađenja neba. On smatra da je ova ideja bez presedana i da prevazilazi ono što tradicionalni omotači krova i zidova mogu postići.
Ovo otkriće značajno je iz dva razloga. Mnogi uobičajeni i jeftini građevinski materijali zrače toplotu u uskopojasno i blokiraju širokopojasnu toplotu. Materijali poput polivinil fluorida, koji se već koriste za oblaganje, mogu se prilagoditi ovoj svrsi, baš kao i obična plastika.
Raman je istakao značaj otkrića da materijali poput polipropilena, dobijenog iz kućne plastike, selektivno zrače ili apsorbuju toplotu u atmosferkom prozoru. On je dodao da, iako su ovi materijali uobičajeni, njihova skalabilnost znači da bi mogli brzo postati uobičajeni u termoregulaciji zgrada.
Drugi važan razlog je potencijalni energetski uticaj na zgrade. Tim istraživača je utvrdio da su sezonske uštede energije sa njihovim mehanizmom mogu uporediti sa farbanjem tamnih krovova u belo.
S obzirom da troškovi klimatizacije i broj smrtnih slučajeva povezanih sa visokim temperaturama nastavljaju da rastu širom sveta, ovo bi moglo da bude značajno otkriće.
Istraživači će nastaviti svoj rad, a Mandal ističe da je njihov mehanizam potpuno pasivan, a time i održiv vid hlađenja i grejanja zgrada koji donosi značajne uštede.
