Klimatizace pravděpodobně nahradí nové energeticky úsporné stavební materiály

Časopis 'Technical Review' Massachusettského technologického institutu nedávno uvedl, že ve Spojených státech bude brzy k dispozici stavební materiál, který může absorbovat teplo během dne a uvolňovat teplo v noci, a tím omezovat používání klimatizace.

Sádrokarton se podle úvodu v současnosti používá na stěny většiny budov. National Gypsum v Severní Karolíně testuje nový typ sádrokartonu, který obsahuje materiál kapslí, který dokáže pasivně chladit budovy absorpcí tepla. Tyto kapslové látky vyrábí německý chemický gigant BASF (BASF) a lze je přidat do mnoha stavebních produktů. V Evropě byl tento nový typ materiálu kapslí použit v některých stavebních výrobcích.

Tento druh materiálu kapsle obsahuje materiál s fázovou změnou, tj. materiál, který mění tvar se změnou teploty a může poskytovat latentní teplo. Díky tomu je princip chlazení domu stejný jako princip chlazení nápoje absorbováním tepla při tání kostek ledu. . Každá polymerová kapsle obsahuje parafínový vosk, který taje při pokojové teplotě, takže může udržovat pokojovou teplotu v podstatě konstantní během dne. Parafín funguje nejlépe za chladného počasí v noci. Po poklesu teploty v noci může kapsle znovu ztvrdnout, aby se uvolnilo teplo nahromaděné během dne.

Peter Schossig je inženýr z Fraunhoferova institutu v Mnichově, Německo. Jeho výzkumný tým vyvinul tuto kapsli ve spolupráci s BASF. Řekl, že v některých zemích jižní Evropy dokáže tento materiál během dne absorbovat dostatek tepla, aby ušetřil až 20 % spotřeby elektřiny na klimatizaci. V severní Evropě, kde je noční teplota chladnější, nemusí budovy využívající tento materiál klimatizaci vůbec potřebovat.

Tento nový úspěch pomáhá propagovat zelený trend ve stavebnictví používat zelené stavební materiály, které dokážou udržet příjemnou vnitřní teplotu bez použití elektřiny. Podle údajů z U.S. Energy Information Administration ve Spojených státech spotřebují budovy přibližně 70 % elektrické energie v zemi, z čehož 8 % se používá pro klimatizaci v domácnostech a kancelářích. V současné době jsou ve Spojených státech široce používány lehké konstrukční materiály, jako jsou dřevěné rámy a sádrokartonové desky. Dokážou stavbu rychle dokončit, ale tyto materiály neabsorbují mnoho tepla, takže teplota v místnosti během dne velmi kolísá.

Leon Glicksman, profesor stavební technologie a strojního inženýrství na MIT, řekl, že materiály s fázovou změnou poskytují způsob, jak přidat akumulaci tepla k lehkým konstrukčním materiálům. Od 50. let 20. století se několik společností pokusilo vyvinout pasivní chladicí systémy, které mohou využívat vlastnosti materiálů s fázovou změnou, ale dosáhly omezených výsledků, protože je obtížné přidávat nové materiály ke stávajícím stavebním materiálům.

BASF získává mikrokapsle rychlým mícháním roztaveného vosku s horkou vodou. Protože se vosk a voda vzájemně odpuzují, vosk vytvoří ve vodě mnoho drobných voskových kapiček. Když vědci přidali do směsi vosku a vody akrylové prekurzory, odpudivá síla mezi voskem a vodou způsobila, že akrylové prekurzory pokryly povrch kapiček vosku. Výslednou vlhkou směs lze přidat do prášku používaného k výrobě sádrokartonu nebo ji lze po vysušení přidat do jiných stavebních materiálů, jako je cement a omítka.

DuPont, další chemický gigant, také vyrábí materiály s fázovou změnou do kapslí a přidal je do desek pohlcujících teplo pro prodej v Evropě. Strategie BASF je mírně odlišná od DuPont: Kapsle prodávají jiným společnostem, aby je přidaly do stavebních materiálů, včetně stropů, pórobetonových bloků a sádrokartonových desek. Studie provedená společností BASF odhaduje, že pokud se jako příklad vezme ceny elektřiny a klimatické podmínky v Německu, přidá-li se 360 ​​gramů materiálu s fázovou změnou (přibližně 4883 USD) k sádrovce používané v obytném domě, lze ušetřit účet za elektřinu. do 5 let. pokrýt náklady