Klimatske promjene i sve veći toplinski valovi u gradovima širom svijeta naveli su naučnike i inženjere da razviju efikasnija i održivija rješenja za hlađenje. Jedan od napretka koji najviše obećava bio je razvoj pasivni sistemi hlađenja, koji omogućavaju smanjenje temperature u zgradama bez potrebe za korištenjem električne energije, što predstavlja i ekonomsko i ekološko poboljšanje.
Pasivno hlađenje: nova era energetske efikasnosti
Istraživači na Univerzitetu Stanford napravili su važan korak u ovom pravcu razvojem sistema koji, kroz upotrebu reflektirajućim panelima postavljaju se na krovove zgrada odvodi toplotu iznutra ka spolja. Ovaj sistem, zasnovan na principu pasivno radijaciono hlađenje, obećava a smanjenje unutrašnje temperature do 5°C, što bi značajno smanjilo potrošnju energije za sisteme klimatizacije, posebno u urbanim sredinama.
Ovaj napredak bi mogao biti odlučujući, jer se samo u Sjedinjenim Državama procjenjuje da se 15% električne potrošnje zgrada izdvaja za sisteme hlađenja. Implementacija ovih sistema bi značajno smanjio uticaj na životnu sredinu i troškovi vezani za klimatizaciju.
Kako radi pasivni radijacioni sistem hlađenja
Pasivni sistem hlađenja koji je razvio Stanford zasniva se na sposobnosti da reflektuje sunčevo zračenje i odvodi toplotu akumuliranu na površini zgrada kroz prozor transparentnosti u atmosferi. To omogućava da se akumulirana toplina emituje direktno u vanjski prostor bez zagrijavanja okolnog okoliša.
Ključna komponenta ovog sistema su reflektirajući paneli, napravljeni od 1.8 mikrona sloja silicijum dioksida i hafnijum oksida, na tankom srebrnom listu. Ova kombinacija materijala djeluje kao radijator i ogledalo, reflektujući infracrveno zračenje na određenim talasnim dužinama koje prolaze kroz atmosferu, a da ih ne apsorbuje vazduh koji okružuje zgrade.
Osim toga, sistem je testiran u uslovima direktnog sunčevog svjetla, pokazujući da može smanjiti temperaturu zgrade do 5°C. Ovo ga čini a idealno rešenje za urbana područja, gdje toplinska ostrva povećavaju temperature tokom ljetnih mjeseci.
Koristeći drevne sisteme kao inspiraciju
Jedna od najzanimljivijih karakteristika pasivnog hlađenja je da, iako se zasniva na savremenim tehnologijama, neki od principa koji su korišćeni već su postojali pre vekova. Na primjer, sistemi inspirisani konstrukcijama Drevni Egipat Koriste ventilacijske tornjeve za hvatanje zraka i hlađenje kroz isparavanje vode. U ostalim regijama Bliskog istoka tzv malqafs Omogućili su adijabatsko hlađenje koristeći prednosti strujanja zraka i vode.
Ovakva rješenja su i danas održiva i moderniziraju se. Primjer je TerraCool, gdje terracota kroz prirodni sistem isparavanja za hlađenje zgrada bez potrošnje energije. Isto tako, projekat TerraMound razvijen je u Univerzitet za arhitekturu Bartlett kombinuje glinu i geometrijski dizajn kako bi maksimizirao protok zraka, stvarajući strukture koje se hlade bez potrebe za strujom.
Hlađenje isparavanjem: još jedna održiva opcija
U regijama sa sušom klimom, druge tehnologije kao npr hlađenje isparavanjem Takođe su se pokazali kao veoma korisni. Ova metoda koristi isparavanje vode za smanjenje temperature okoline. Gradovi kao ahmedabad, u Indiji, implementirali su pasivne sisteme zasnovane na ovom principu u naprednim istraživačkim centrima za poboljšanje klimatizacije.
Za razliku od tradicionalnih klima uređaja, koji troše velike količine električne energije i emituju gasove staklene bašte, ovi sistemi koriste prirodu da smanje temperaturu, koristeći prednost osnovnog resursa poput vode.
Na primjer, Pearl Academy u Jaipuru, Indija, koristi dizajn inspiriran tradicionalnim rešetkama koje, zajedno sa zatvorenim bazenom, stvaraju svježi zrak koji hladi zgradu bez potrebe za električnom energijom.
Tehnološka evolucija pasivnih sistema
Pasivno hlađenje se ne zasniva samo na drevnim principima, već se stalno razvija, kombinuje napredna tehnologija sa inovativnim materijalima. Primjeri poput Hidrokeramika, nedavno razvijeni, koriste poroznost keramike i hidrogela za apsorpciju i skladištenje vode koja zatim isparava u vrućim danima, hladeći okolni zrak.
Još jedna obećavajuća tehnologija je aerogelovi koristi se u projektima poput onog koji je razvijen u MIT. Ovaj ultralagani materijal vam omogućava da optimizirate hlađenje isparavanjem bez potrošnje električne energije. Uređaji zasnovani na aerogelu mogu smanjiti unutrašnju temperaturu do 9,3°C, pružajući efikasnu i čistu alternativu konvencionalnim sistemima.
Nadalje, budući da ne zahtijevaju velike količine energije, ovi sistemi su primjenjivi u područjima s ograničenim resursima, posebno u zemljama u razvoju ili izolovanim zajednicama.
Implementacija pasivnih sistema u modernoj arhitekturi ne rezultira samo uštedom energije, već i održivije zgrade i bolji kvalitet života za stanovnike.
Kako klimatske promjene nastavljaju da se intenziviraju, neophodno je pronaći alternative klimatizaciji koje ne iscrpljuju prirodne resurse ili ne pogoršavaju ekološku situaciju. Pasivni sistemi za hlađenje su se pokazali kao jedno od najboljih rješenja i, sigurno, u budućnosti ćemo vidjeti rast njihovog usvajanja na globalnom nivou.