Рост летних температур заставляет все больше людей пользоваться кондиционерами, однако такой способ охлаждения сам по себе увеличивает нагрузку на энергосистемы и косвенно усиливает проблему перегрева городов. Поэтому исследователи все активнее разрабатывают технологии, которые позволяют снижать температуру зданий без расхода электроэнергии.
По оценкам специалистов, сегодня системы кондиционирования потребляют около 10% мировой электроэнергии, а по мере потепления климата этот показатель может значительно увеличиться. Кроме высокого энергопотребления, кондиционеры выбрасывают тепло наружу, повышая температуру окружающего воздуха и усиливая эффект так называемого «городского острова тепла».
Одним из наиболее перспективных направлений считается пассивное радиационное охлаждение. Его принцип основан на использовании материалов, которые одновременно отражают большую часть солнечного излучения и эффективно отводят собственное тепло в космическое пространство через диапазон длин волн, практически свободно проходящий через атмосферу. Благодаря этому поверхность здания может оставаться заметно холоднее, чем при использовании традиционных кровельных материалов.
Для таких технологий уже создаются специальные краски, полимерные пленки, стекла и покрытия с микроструктурой. По данным исследователей, некоторые составы способны отражать до 97% солнечной энергии, что позволяет снизить температуру поверхности более чем на 5°C. Это уменьшает нагрев крыши и стен, а значит, и потребность в дополнительном охлаждении помещений.
Еще одно направление объединяет радиационное охлаждение с естественным испарением влаги. Для этого используются гидрогелевые материалы, которые ночью поглощают влагу из воздуха, а днем постепенно испаряют ее, дополнительно охлаждая поверхность. Такой подход не требует подключения к электросети и может работать практически автономно.
Идея охлаждать здания без электричества далеко не нова. Еще несколько тысячелетий назад в Персии строили бадгиры – высокие башни-«ловцы ветра», направлявшие прохладный воздух внутрь домов. Современные исследования фактически развивают тот же принцип, но уже с применением достижений материаловедения и нанотехнологий.
Пока подобные покрытия и материалы проходят этапы внедрения и оценки долговечности в различных климатических условиях. Однако специалисты считают, что их широкое использование способно сократить энергопотребление зданий, снизить нагрузку на электросети в периоды экстремальной жары и сделать города более устойчивыми к последствиям изменения климата.
