Зигзагообразные панели сохраняют прохладу в домах
Ученые Колумбийского университета разработали специальные панели для стен, которые не только отражают инфракрасные лучи, но и так их преломляют, что эти лучи уходят из атмосферы Земли и не нагревают не только стены, но и нашу планету. Работа опубликована в журнале Nexus.
Существует различные проекты строительства домов, которые позволяют сократить затраты на кондиционирование. Например, в Калифорнии (и не только) крыши красят белым, чтобы они лучше отражали солнечный свет. Можно покрывать крыши таким материалом, что отраженное инфракрасное излучение будет попадать в пределы «окна прозрачности» атмосферы, то есть уходить в космос, а не улавливаться парниковыми газами.
Хотя материалы с такими свойствами оказывают значительный охлаждающий эффект на крыши, обращенные вверх, они не эффективны на стенах. Проблема в том, что материалы, которые хорошо излучают инфракрасное излучение, также хорошо его поглощают, а поверхности около стен, например, дороги и тротуары дают очень много инфракрасного излучения.
Оптимальный зигзаг
Команда из Колумбийского университета предложила покрывать стены серией небольших выступов, похожих на поставленный вертикально лестничный пролет: ступеньки с одной стороны отражают лучи, идущие снизу, а с другой – сами излучают тепло вверх. Сторона, обращенная вверх, излучает тепло прямо в окно прозрачности атмосферы, а обращенная вниз – отражает тепло от земли, не давая стене нагреваться.
Чтобы проверить идею, команда построила модель высотой 1 метр с зигзагообразной и плоской поверхностями. Когда ее выставили на улицу в Нью-Джерси летом, зигзагообразная поверхность была на 2 градуса холоднее, в среднем, в течение 24 часов, чем плоская поверхность, и на 3 градуса холоднее в период самого интенсивного солнца – между 13:00 и 14:00.
Ученые считают, что существующие здания можно модернизировать, добавив к стенам гофрированные панели. Внутреннее охлаждение будет варьироваться в зависимости от многих факторов, таких как размер окон, но если стены будут холоднее на 2 градуса, энергия, необходимая для охлаждения, сократится почти 25%.
Такие зигзагообразные охлаждающие стены хорошо подходят для жаркого климата, например, для Калифорнии или Израиля. В регионах, где зимой достаточно холодно, такие стены увеличат потребность в отоплении зимой. Поэтому ученые разработали конструкцию на шарнирах, которые можно поднять зимой, чтобы увеличить поглощение тепла, и опустить летом, чтобы его минимизировать.