Уникальные зигзагообразные панели для стен охлаждают дома без энергии

Инженеры Колумбийского университета создали стеновые панели, которые буквально выталкивают тепло в космос. Они не просто отражают инфракрасные лучи — они направляют их через «окно» в атмосфере, охлаждая и здание, и, в перспективе, планету.

Потребление энергии кондиционерами бьёт рекорды, а выбросы от систем охлаждения грозят утроиться к 2050 году. Что, если охлаждать дома можно было бы вообще без электричества?

Исследователи из Колумбийского университета представили технологию, которая может перевернуть наше представление об охлаждении зданий. Они разработали панели, которые не просто пассивно отражают тепло, а активно выводят инфракрасное излучение за пределы атмосферы. Результаты работы, опубликованные в журнале Nexus, звучат почти как научная фантастика, но это чистая физика.

Идеи пассивного охлаждения не новы. Вспомните белые крыши в Калифорнии или специальные покрытия, которые отражают ИК-лучи в так называемое «окно прозрачности» атмосферы — спектральный диапазон, где тепло уходит прямо в космос, минуя парниковые газы. Звучит здорово, правда? Но у этих методов есть ахиллесова пята: они отлично работают на горизонтальных поверхностях, обращённых в небо, но совершенно беспомощны на стенах. Почему? Потому что стены буквально купаются в тепловом излучении от асфальта, тротуаров и других поверхностей.

Секрет в складке

Уникальные зигзагообразные панели для стен охлаждают дома без энергии

Команда предложила гениально простое решение — покрыть стены серией зигзагообразных выступов, напоминающих вертикально стоящую лестницу. Каждая такая «ступенька» работает на два фронта: одна её грань, обращённая вверх, излучает накопленное тепло прямиком в космическое «окно». Другая грань, смотрящая вниз, эффективно отражает тепловые лучи от земли, не позволяя им нагревать стену. Получается двойной охлаждающий удар.

Чтобы проверить теорию, учёные построили метровый макет с зигзагообразной и обычной плоской поверхностью и выставили его под летнее солнце Нью-Джерси. Результат впечатлил: в среднем за сутки гофрированная поверхность была холоднее на 2 градуса, а в пик жары, между часом и двумя дня, разница достигала 3 градусов. Неплохо для простой складки, согласны?

Самое практичное — эту технологию можно интегрировать в уже существующие здания, добавив к фасадам специальные гофрированные панели. Расчёты показывают, что охлаждение стен всего на 2 градуса может сократить энергозатраты на кондиционирование почти на четверть. Представьте масштаб экономии в масштабах мегаполиса!

Правда, есть нюанс: такое решение идеально для жарких регионов вроде Калифорнии или Израиля. В местах с холодными зимами панели, отводящие тепло, увеличат расходы на отопление. Но и здесь инженеры нашли выход — они создали шарнирную конструкцию. Летом панели опущены и работают на охлаждение, а зимой их можно поднять, чтобы стена поглощала больше солнечного тепла. Просто и элегантно.