Новая краска для домов снижает температуру в 10 раз эффективнее обычных, что может сократить потребление электроэнергии во всем мире.

Новости МирТесен

Новая белая краска CCP-30, разработанная международными учеными, обеспечивает защиту зданий от воздействия жары и солнечных лучей в десять раз эффективнее, чем обычные покрытия. Использование этой краски на стенах позволяет сэкономить от 30 до 40 процентов электроэнергии и уменьшить выбросы углекислого газа на 28 процентов.

Приблизительно 20 процентов мирового потребления электроэнергии сегодня приходится на работу систем охлаждения помещений. Рост парниковых выбросов приводит к повышению температуры воздуха в крупных городах по сравнению с пригородами: бетонные и асфальтовые поверхности поглощают солнечную энергию, выделяя ее в виде тепла и не остывая даже в ночное время, а тепло, образующееся от работы двигателей, промышленных установок и систем кондиционирования, только усугубляет эту проблему.

Для предотвращения повышения температуры территорий исследователи разрабатывают методы их пассивного охлаждения. Эти подходы основаны на использовании природных способов отвода тепла, например, конвекции, радиации или теплопроводности, и не предполагают использование вентиляторов или других устройств, потребляющих электроэнергию.

Альтернативное решение было разработано специалистами из Сингапура, Китая и Саудовской Аравии, о чем они сообщили в научной публикации. ScienceОни объединили технологию радиационного охлаждения (предназначенную для отражения солнечного света и рассеяния тепла) с методом испарительного охлаждения. Большинство коммерческих красок создаются исключительно для первого типа защиты от жары, что оказывается не самым действенным подходом в условиях повышенной влажности. Влажный воздух поглощает тепловое излучение, препятствуя его уходу и приводя к повышению температуры воздуха вокруг строений.

Радиационное охлаждение наиболее эффективно при условии ориентации материала на небо: здание отдает накопленное тепло в виде инфракрасных волн в космическое пространство. Эти волны проходят сквозь атмосферу, не встречая препятствий и образуя так называемые «окна прозрачности». Однако как быть с боковыми поверхностями зданий? Новое покрытие из краски, наносимое со всех сторон, поглощает воду из осадков и влагу, присутствующую в воздухе, а затем постепенно испаряет ее, подобно тому, как это делает кожа человека, тем самым снижая нагрев поверхности.

Особую прочность и долговечность цементной массе обеспечивает пористая структура, состоящая из гидросиликата кальция (гель C-S-H), которая способна удерживать воду. Для улучшения характеристик материала разработчики добавили наночастицы полимеров и гигроскопическую соль, что позволяет ему сохранять влагу и предотвращает образование трещин.

Для оценки эффективности новой краски исследователи провели эксперимент с использованием трех одинаковых строений (размером 50 × 40 × 70 сантиметров), возведенных из промышленных бетонных блоков толщиной в 10 сантиметров. Один дом был окрашен инновационным составом, второй – коммерческой краской с охлаждающим эффектом, а третий — обычной белой краской. В ходе эксперимента здание, покрытое новой краской, демонстрировало самую низкую температуру внутри помещений и на протяжении всего периода испытаний было более чем на 4,5 градуса Цельсия прохладнее по сравнению с остальными строениями. Снижение температуры боковой поверхности достигалось за счет процесса испарительного охлаждения.

Чтобы определить, насколько экономичны покрытия, исследователи нанесли все три варианта на жилые дома из бетона, оснащенные кондиционерами и счетчиками электроэнергии. В ходе трехдневного эксперимента CCP-30 показала снижение энергопотребления на кондиционирование в диапазоне от 30 до 40 процентов по сравнению с другими красками, причем это снижение наблюдалось как в солнечные, так и в дождливые дни, то есть при высокой влажности.

Ежемесячные испытания продемонстрировали значительную экономию электроэнергии – до 40 процентов. Подобные результаты были зафиксированы и через два года после начала использования. Тестирование также показало, что краска CCP-30 способна отражать от 88% до 92% солнечного света, излучать около 95% тепла в виде инфракрасного излучения и удерживать примерно треть своего веса в виде воды.