Изменението на климата и нарастващите горещи вълни в градовете по света накараха учени и инженери да разработят по-ефективни и устойчиви решения за охлаждане. Един от най-обещаващите постижения е развитието на системи за пасивно охлаждане, които позволяват намаляване на температурата на сградите без необходимост от използване на електрическа енергия, което представлява както икономическо, така и екологично подобрение.
Пасивно охлаждане: нова ера на енергийна ефективност
Изследователи от Станфордския университет направиха важна стъпка в тази посока с разработването на система, която чрез използването на отразяващи панели монтирани върху покривите на сградите разсейва топлината отвътре навън. Тази система, базирана на принципа на пасивно радиационно охлаждане, обещава а намаляване на вътрешната температура до 5°C, което би намалило значително потреблението на енергия за климатичните системи, особено в градските райони.
Този напредък може да бъде решаващ, тъй като само в Съединените щати се изчислява, че 15% от потреблението на електроенергия на сградите се разпределя за охладителни системи. Внедряването на тези системи ще намали значително въздействието върху околната среда и разходите, свързани с климатизацията.
Как работи системата за пасивно радиационно охлаждане
Пасивната система за охлаждане, разработена от Станфорд, се основава на способността да отразява слънчевата радиация и да разсейва топлината, акумулирана върху повърхността на сградите чрез прозорец за прозрачност в атмосферата. Това позволява натрупаната топлина да се излъчва директно в космоса, без да се нагрява околната среда.
Ключовият компонент на тази система са отразяващите панели, направени със слой от 1.8 микрона силициев диоксид и хафниев оксид върху тънък сребърен лист. Тази комбинация от материали действа като радиатор и огледало, отразяващи инфрачервеното лъчение при определени дължини на вълните, които преминават през атмосферата, без да бъдат абсорбирани от въздуха около сградите.
Освен това системата е тествана при условия на пряка слънчева светлина, демонстрирайки, че може да намали температурата на сградата с до 5°C. Това го прави а идеално решение за градски райони, където топлинните острови влошават температурите през летните месеци.
Използване на древни системи като вдъхновение
Една от най-интересните характеристики на пасивното охлаждане е, че въпреки че е базирано на съвременни технологии, някои от използваните принципи вече са съществували преди векове. Например системи, вдъхновени от конструкциите на Древен Египет Те използват вентилационни кули за улавяне на въздуха и охлаждането му чрез изпаряване на водата. В други региони на Близкия изток, т.нар malqafs Те позволиха адиабатно охлаждане, като се възползваха от въздушните и водните течения.
Този тип решения са все още жизнеспособни днес и се модернизират. Пример е TerraCool, където теракота чрез естествена изпарителна система за охлаждане на сгради без консумация на енергия. По същия начин проектът TerraMound, разработен през Университет по архитектура Бартлет съчетава глина и геометричен дизайн, за да увеличи максимално въздушния поток, създавайки структури, които охлаждат без нужда от електричество.
Изпарително охлаждане: друга жизнеспособна опция
В региони с по-сух климат, други технологии като напр изпарително охлаждане Те също се оказаха много полезни. Този метод използва изпарението на водата, за да генерира понижение на температурата на околната среда. Градове като Ахмедабад, в Индия, внедриха пасивни системи, базирани на този принцип, в напреднали изследователски центрове за подобряване на климатизацията.
За разлика от традиционните климатици, които консумират големи количества електроенергия и отделят парникови газове, тези системи използват природата, за да намалят температурата, като се възползват от толкова основен ресурс като водата.
Например, Pearl Academy в Джайпур, Индия, използва дизайн, вдъхновен от традиционната решетка, която заедно с вътрешен басейн генерира свежи въздушни течения, които охлаждат сградата без нужда от електрическа енергия.
Технологичната еволюция на пасивните системи
Пасивното охлаждане не само се основава на древни принципи, но непрекъснато се развива, комбинирайки се напреднала технология с иновативни материали. Примери като Хидрокерамика, наскоро разработени, използват порьозността на керамиката и хидрогела, за да абсорбират и съхраняват вода, която след това се изпарява в горещите дни, охлаждайки околния въздух.
Друга обещаваща технология е аерогел използвани в проекти като този, разработен в MIT. Този свръхлек материал ви позволява да оптимизирате изпарителното охлаждане без консумация на електроенергия. Устройствата, базирани на аерогел, могат да намалят вътрешната температура с до 9,3°C, осигурявайки ефективна и чиста алтернатива на конвенционалните системи.
Освен това, тъй като не изискват големи количества енергия, тези системи са приложими в райони с ограничени ресурси, особено в развиващите се страни или изолирани общности.
Внедряването на пасивни системи в съвременната архитектура води не само до спестяване на енергия, но и до по-устойчиви сгради и по-добро качество на живот за жителите.
Тъй като изменението на климата продължава да се засилва, от съществено значение е да се намерят алтернативи на климатизацията, които не изчерпват природните ресурси и не влошават екологичната ситуация. Системите за пасивно охлаждане се доказват като едно от най-добрите решения и със сигурност в бъдеще ще видим нарастване на приемането им в глобален мащаб.