Кровли с зеркальным покрытием для охлаждения зданий

Охлаждение коммерческих и жилых зданий в жаркие летние месяцы - задача, решение которой предусматривает особый подход. Известно, что стандартные системы кондиционирования воздуха являются достаточно энергоемкими. На их работу требуется порядка 20 процентов всей электрической энергии, которая потребляется одним зданием. И очевидно, что инженеры и собственники зданий заинтересованы в поиске и в разработке более экономичных и эффективных вариантов. Один из них не так давно был представлен специалистами из Стэнфордского университета. Инженеры разработали принципиально новый многослойный и ультратонкий материал на основе нанофотонов, который обладает способностью не просто отражать, но еще и направлять тепло от постройки обратно в атмосферу. Таким образом, охлаждается не только здание, но и вся планета.

Известно, что в пространстве тепло распространяется одним из нескольких способов. Первый способ предусматривает прямой контакт нагретого предмета с охлажденной поверхностью. Второй способ - конвекция, и третий способ предусматривает распространение тепла, имеющего вид инфракрасных лучей. Группа специалистов, работающих на базе Стэнфордского университета, под руководством профессора электротехники Фаном решила сделать акцент исключительно на третьем способе. Они представили уникальное покрытие, способное реагировать на инфракрасные лучи в световом спектре, а также отражать солнечные лучи - по тому же принципу, что и обычное зеркало.

Уникальный процесс, которому инженеры дали название радиационного фотонного охлаждения, напрямую зависит от качества и специфики покрытия. Покрытие же, в свою очередь, выполняется на основе смеси диоксида кремния и оксида гафния. Вещества особым способом распыляются по тонкому серебряному слою. Всего покрытие состоит из семи слоев.Его толщина составляет порядка 1,8 микрон, что гораздо меньше, чем, например, толщина алюминиевой фольги. В то же время, покрытие можно с уверенностью отнести к категории метаматериалов. Оно характеризуется свойствами, которые отличаются от особенностей тех компонентов, которые входят в его состав.
Инновационное покрытие действует по тому же принципу, что и тепловой баланс с искусственно создаваемым дефицитом тепла. В жаркий летний день оно способствует эффективному отражению лучей солнца обратно в атмосферу, и, в то же время, отводит излишки тепла из постройки. Таким образом, здание охлаждается летом, а в зимние месяцы тепло остается в помещении. Важно отметить, что специалистам удалось варьировать состав инновационного покрытия таким образом, чтобы оно охватывало инфракрасное излучение, в том числе, и на участке вокруг здания, после чего направляло его вместе с лучами солнца прямо в космос.

В процессе проведения стартовых испытаний инновационного покрытия, специалистам удалось выяснить: покрытие обладает способностью отражать порядка 90 процентов всего солнечного света. В комбинации с радиационным фотонным охлаждением, оно обуславливает снижение показателей температуры любого объекта в отношении воздуха почти на пять градусов.
Впрочем, специалисты подчеркивают: невзирая на многообещающие и перспективные результаты испытаний в условиях лаборатории, инновационное покрытие, к настоящему моменту, еще не готово для полноценного коммерческого использования. В качестве проблем, которые препятствуют выходу инновации на рынок, специалисты подчеркивают недостаточно высокую рентабельность производства массивных панелей с покрытием. Однако эта проблема является решаемой.