С учетом роста глобальных температур возрастает и потребность в эффективных решениях для охлаждения. Исследователи из Калифорнийского университета, под руководством доцента Аасвата Рамана, разработали новую экономически выгодную и масштабируемую технологию для охлаждения зданий летом и обогрева их зимой.
В своей недавней публикации в журнале Cell Reports Physical Science команда ученых представила метод управления движением лучистого тепла через обычные строительные материалы, что позволяет оптимизировать тепловой режим зданий. Лучистое тепло, которое мы ощущаем от горячих поверхностей, передается электромагнитными волнами. Оно распространяется по широкому спектру на уровне земли между зданиями и окружающей средой, но перемещается по узкому инфракрасному спектру, известному как атмосферное окно передачи, между зданиями и небом.
Эта разница в переносе тепла представляет собой проблему для зданий с менее ориентированными к небу поверхностями, которые трудно охлаждать летом и согревать зимой. Исторически в городах, таких как Санторини в Греции и Джодхпур в Индии, использовали отражающие солнечный свет крыши и стены для охлаждения. Однако охлаждение стен и окон является более сложной задачей.
Вдохновленные успешным применением супербелой краски для крыш, которая отражает солнечный свет и излучает тепло в небо, исследователи решили создать аналогичный эффект для стен и окон. Они разработали материалы, которые эффективно управляют теплом, поглощая и излучая его в пределах атмосферного окна.
Исследования показали, что такие материалы, как полипропилен, извлеченный из бытовой пластмассы, могут эффективно поглощать и излучать тепло, поддерживая здания прохладными летом и теплыми зимой. Эти материалы не только широко доступны, но и позволяют значительно сэкономить на кондиционерах и обогревателях, снижая энергозатраты и углеродные выбросы.
Метод является полностью пассивным, что делает его устойчивым и экономичным решением для регулирования температуры в зависимости от времени года. По словам первого автора исследования Джайотирмоя Мандала, эта технология особенно полезна для сообществ с ограниченным доступом к системам охлаждения и отопления, где растет число жертв от экстремальных погодных условий.
Команда исследователей планирует демонстрацию этой технологии на более крупных масштабах и ее применение в уязвимых к жаре сообществах Южной Калифорнии. Ранее команда уже разработала систему фильтрации мочи для космических скафандров, вдохновившись фильмом «Дюна», что подчеркивает их способность к инновационным решениям в различных областях.