Un material ”de tip cameleon” poate reduce consumul de energie al clădirilor
Clădirea este tratată, practic, ca o persoană: îi mai pui o haină când este frig și o dai jos când se încălzește, totul cu un consum redus de energie. Un nou material ”electrocromic” dezvoltat în SUA poate fi de folos mai ales în cazul imobilelor prost izolate.
Una dintre cele mai recente inovații menite să asigure confort termic în interiorul clădirilor într-un mod cât mai eficient din punct de vedere energetic vine din partea unui grup de cercetători de la Școala Pritzker de Inginerie Moleculară din cadrul Universității din Chicago. Echipa de aici a dezvoltat un material ”de tip cameleon” care conține particule de cupru ce pot trece din stare lichidă în stare solidă și invers, în funcție de temperatura de afară, materialul căpătând astfel proprietatea de a absorbi sau, după caz, de a respinge radiația infraroșie a soarelui.
Trecerea de la o stare la alta se face cu un consum mic de electricitate, nesemnificativ în comparație cu energia economisită cu încălzirea și răcirea.
Potrivit cercetătorilor, în zilele călduroase materialul poate emite până la 92 la sută din radiația infraroșie, contribuind așadar la răcirea interiorului clădirii, în timp ce în zilele cu temperaturi scăzute emite doar 7 la sută din această radiație, menținând căldura la interior.
”În esență, am găsit o modalitate cu un consum redus de energie de a trata clădirea ca pe o persoană: adăugăm un strat când este frig și îl dăm la o parte când este cald. Acest tip de material inteligent ne permite să menținem temperatura într-o clădire fără cantități uriașe de energie”, spune Po-Chun Hsu, principalul autor al studiului publicat în Nature Sustainability.
Mai specific, Hsu și echipa sa au creat un material neinflamabil și electrocromic care conține un strat ce poate dobândi două conformații: cupru solid care reține cea mai mare parte a radiației solare, respectiv o soluție apoasă care o respinge. Atunci când este atinsă o anumită temperatură, mecanismul de trecere de la o stare la alta este pus în mișcare cu ajutorul unei mici cantități de electricitate – 0,2 la sută din cantitatea totală de electricitate folosită de clădire, în timp ce materialul poate reduce cu 8,4 la sută consumul anual de energie al sistemelor HVAC (calculele sunt valabile pentru o clădire comercială medie). În teste, materialul și-a păstrat eficiența după 1.800 de cicluri.
Materialul a fost testat sub forma unor bucăți separate de mici dimensiuni, însă cercetătorii sugerează că aceste fragmente pot fi asamblate asemenea unor țigle, pentru a putea ”îmbracă” întreaga clădire.
De asemenea, culoarea materialului poate fi personalizată, întrucât faza apoasă este transparentă, ceea ce înseamnă că în spatele ei poate fi folosită aproape orice culoare, fără a-i afecta capacitatea de a absorbi radiația.
Clădirile au o pondere uriașă în consumul global de energie, o mare parte din energie fiind consumată pentru a menține o temperatură optimă la interior.
”Dacă vrem un viitor carbon-negativ, cred că trebuie să luăm în considerare diverse modalități de a controla temperatura din clădire într-un mod mai eficient din punct de vedere energetic”, adaugă Hsu.
În același spirit, o echipă de cercetători din China propune un tip de geam care împiedică pătrunderea căldurii, însă nu şi a luminii. Geamul creat de cercetătorii de la Universitatea din Wuhan, care au acoperit sticla cu un înveliş din hidrogel cu o grosime de doar câţiva milimetri, poate să reflecte o mai mare parte din radiaţia din domeniul infraroşu apropiat care vine din exterior şi permite într-un grad mai înalt trecerea radiaţiei din domeniul infraroşu mediu din interior: Geamul cu hidrogel pentru clădiri mai răcoroase vara
O metodă mai la îndemână de a asigura confortul termic în locuințe cu facturi mai mici pentru energie o poate constitui un simplu sistem de umbrire a ferestrelor: Cum te ajută jaluzelele exterioare să obții confort termic în locuință
