Nova „potna barva“ na osnovi cementa odbija sončno svetlobo, oddaja toploto in izhlapeva deževnico – to omogoča prihranek do 40 % energije in hlajenje prostorov brez elektrike. Je to konec klimatskih naprav, kot jih poznamo?
V vročih poletnih dneh se hlajenje v mestu včasih zdi nedosegljivo. Toda nov dosežek na področju materialov lahko to stanje za vedno spremeni.
Raziskovalci z Nanyang Tehnološkega Univerze v Singapurju so razvili barvo na osnovi cementa, ki „znoji“ in tako aktivno hladi stavbe. Glede na raziskavo, objavljeno v reviji Science, ta premaz zagotavlja desetkrat več hlajenja kot obstoječe komercialne barve.
Naraščajoča obremenitev hladilnih sistemov
V mestnih območjih se toplota kopiči. Zaradi tako imenovanega urbanskega toplotnega otoka (UHI) je lahko temperatura v mestu za 7 °C višja kot v okoliških podeželskih območjih. V kombinaciji s podnebnimi spremembami to vodi do naraščajoče obremenitve hladilnih sistemov. Skoraj 20 % svetovne porabe električne energije pripada ventilatorjem in klimatskim napravam – in po napovedih se bo ta delež do leta 2050 povečal za 45 % v primerjavi z letom 2016.
Naloga je jasna: kako hladiti stavbe, ne da bi še dodatno škodovali podnebju?
Znojna barva
Navdih za rešitev je prišel iz dveh nepričakovanih virov: cementa in človeškega telesa. Cement, ker odlično zadržuje vodo, in znoj, ker je močan in naraven mehanizem izhlapevanja, ki odvaja toploto.
Ekipa je razvila bel gel na osnovi kalcijevega silikata, široko uporabljene sestavine cementa, ki je bil nato na nano ravni narejen bolj porozne. Tako je nastal CCP-30, »znojna barva«, ki zbira deževnico in se počasi izhlapi – točno tako kot koža, ki za hlajenje uporablja znojenje.
Trije mehanizmi hlajenja v enem
CCP-30 je tako edinstven, ker združuje tri mehanizme hlajenja:
- Odboj: do 92 % sončne svetlobe se odbija.
- Radiativno hlajenje: 95 % toplote se odvaja v obliki infrardečega sevanja.
- Izhlapevanje: material zadrži 30 % svoje teže v obliki vode, kar zagotavlja dodatno hlajenje pri izhlapevanju.
V dveletnem poskusu v tropskem podnebju Singapurja so primerjali tri testne stavbe: eno z običajno barvo, eno s komercialno hladilno barvo in eno s CCP-30. Rezultati so bili očitni: »znojna barva« je pokazala znatno boljše rezultate celo na navpičnih stenah in pri visoki vlažnosti zraka – dveh situacijah, v katerih tradicionalne hladilne barve pogosto ne delujejo.
Zmanjšanje porabe energije do 40
Raziskovalci so izračunali, da lahko uporaba CCP-30 v stavbah zmanjša porabo energije za hlajenje za 30–40 %. Poleg tega je analiza življenjskega cikla pokazala, da barva v celotni življenjski dobi izloča za 28 % manj CO2 kot standardne barve.
In to vse brez večjih konstrukcijskih sprememb: barva se lahko nanese na obstoječe konstrukcije, kar jo naredi dostopno rešitev za modernizacijo mestnih sistemov hlajenja.
Površinski kamni
Kljub obetavnim prvim rezultatom je tehnologija še vedno v pilotni fazi. Treba je preučiti prilagodljivost, stroške, trajnost in dolgoročno vzdrževanje. Prav tako še ni znano, kako se bo barva obnašala v hladnejšem podnebju ali v močno onesnaženem okolju. Toda temeljni pristop – uporaba dežja in izhlapevanja namesto preprostega odbijanja – je inovativen in logičen.
Barva v tekočem stanju kot standardni premaz?
Predstavljajte si: cele četrti, v katerih stavbe kot da »znojijo« in se znebijo toplote. Ni več preobremenjenih klimatskih naprav, razbeljenega asfalta, ampak pameten material, ki deluje skupaj z elementi, ne proti njim.
Če bo CCP-30 resnično proizveden in se bo uporabljal v velikem obsegu, lahko to pomeni revolucijo na področju nadzora mestnega podnebja. Zlasti v vlažnih in gosto naseljenih območjih, kot je jugovzhodna Azija, pa tudi v nizozemskih mestih, kjer poletja postajajo vse bolj vroča, je potencial tega materiala očitno.
