Kształt, który chłodzi budynki. Ten eksperyment napawa optymizmem

Naukowcy z Uniwersytetu Columbia w Nowym Jorku wskazują, że architektoniczne projekty o zygzakowatym kształcie mogą skutecznie ograniczyć ilość ciepła pochłanianego przez budynki, co w rezultacie pomaga w ich chłodzeniu, jak donosi The Guardian. Według badań, ściany "plisowane" mogą zredukować temperaturę nawet o 3 st. C w porównaniu do ścian płaskich.

Budynki są odpowiedzialne za około 40 proc. zużycia energii na świecie i generują 36 proc. emisji dwutlenku węgla. Proces chłodzenia tych obiektów, w tym głównie korzystanie z klimatyzacji, pochłania około 20 proc. zużywanej energii – a udział ten zwiększa się wraz z ociepleniem klimatu.

Amerykańscy inżynierowie i fizycy opracowali pasywne rozwiązanie chłodzenia budynków, które nie wymaga dodatkowej energii. Stworzyli prototyp ścian z wypustkami biegnącymi równolegle do podłoża, przypominającymi zygzak, gdy spojrzy się z boku.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Tego typu konstrukcja korzysta z chłodzenia radiacyjnego, polegającego na odbijaniu światła słonecznego i emisji długofalowego promieniowania podczerwonego w przestrzeń kosmiczną. Przykładami takich działań są malowanie dachów na biało, by odbijały promienie słoneczne. Metoda ta jest szczególnie skuteczna na powierzchniach poziomych, ale ściany pionowe mogą dodatkowo pochłaniać ciepło z gruntu.

Latem w New Jersey naukowcy przeprowadzili eksperymenty, budując jednometrowe modele konstrukcji zygzakowatej i płaskiej. Wyniki ich badań, opublikowane w sierpniu na łamach czasopisma naukowego Nexus (https://doi.org/10.1016/j.ynexs.2024.100028), wykazały, że powierzchnia nieregularna była średnio o 2 st. C chłodniejsza w ciągu doby w porównaniu ze ścianami płaskimi, a w godzinach 13-14, gdy nasłonecznienie jest największe, różnica ta wynosiła 3 st. C.

Zygzakowate chłodzące ściany mogą znaleźć zastosowanie w budynkach znajdujących się w gorących strefach klimatycznych, choć ich użycie zwiększa zapotrzebowanie na ogrzewanie zimą. Naukowcy opracowali również koncepcję ruchomych powierzchni przypominających płetwy na zawiasach, które można podnosić zimą, by zwiększyć absorpcję ciepła, a latem opuszczać, by ograniczyć ilość pochłanianego ciepła.

Szacuje się, że do 2050 roku emisja gazów cieplarnianych związana z chłodzeniem budynków, w tym używaniem klimatyzacji, może wzrosnąć ponad trzykrotnie.