Fasada koja mijenja boju i štedi energiju za grijanje i hlađenje

Na Sveučilištu u Chicagu razvijen je novi materijal za oblaganje fasada koji mijenja boju i tako pomaže pri grijanju i hlađenju zgrada. Velika prednost ovog materijala je što se može naknadno ugraditi u postojeće zgrade kako bi se poboljšala njihova energetska učinkovitost.

Sastoji se od nekoliko različitih slojeva i sadrži bakrenu foliju, plastiku i grafen, a ovisno o vanjskoj temperaturi može mijenjati svoju infracrvenu boju koja se pojavljuje na termoviziji. Također mijenja količinu infracrvene topline koju apsorbira ili emitira.

Termovizijska kamera pokazuje da je tijekom vrućih dana materijal žut jer emitira više topline, a kada je hladno postaje ljubičast i zadržava toplinu.

Ovaj materijal postavljen na fasadu mogao bi smanjiti potrebu za grijanjem i hlađenjem, čime bi se uštedjela električna energija

Inženjer zadužen za razvoj materijala Po-Chun Hsu, koji je vodio istraživanje, kaže da je ovo niskoenergetski način na koji zgrada oponaša ljude, dodavanjem sloja kada je hladno i uklanjanjem sloja kada je vruće. Objašnjava da ovaj pametni materijal pomaže u održavanju temperature u zgradi bez velike potrošnje energije, piše gradjevinarstvo.

Istraživači su usporedili materijal s kameleonom koji također mijenja boju kada je to potrebno. On zapravo ima zadanu temperaturu na kojoj uz malu količinu elektriciteta dodaje ili uklanja tanki sloj bakra.

Kroz kemijsku reakciju, središnji sloj materijala – otopina elektrolita na bazi vode – pretvara se u čvrsti bakar. Niskoemisijski bakar pomaže u zadržavanju topline i zagrijavanju unutrašnjosti zgrade, dok visokoemisijski vodeni sloj održava zgradu hladnom.

Sloj elektrolita na bazi vode čini materijal nezapaljivim, a istraživači izvješćuju da je proces prelaska iz metala u tekućinu i natrag stabilan, neisparljiv, učinkovit i mehanički fleksibilan.

.

Nakon promjene stanja za njegov rad više nije potrebna električna energija pa je njezina potrošnja minimalna.

Materijal može uštedjeti 8,4 posto godišnje potrošnje energije za klimatizaciju zgrada

U istraživanju objavljenom u časopisu Nature Sustainability, znanstvenici su stvorili modele za testiranje uštede energije za 15 američkih gradova, koji predstavljaju 15 klimatskih zona.

Otkrili su da materijal može uštedjeti 8,4 posto godišnje potrošnje energije za klimatizaciju zgrada u područjima s velikim varijacijama vremenskih uvjeta. Pritom je materijal za svoj rad trošio samo 0,2 posto ukupne električne energije zgrade.

Često se navodi da je izgradnja i korištenje zgrada odgovorno za gotovo 37 posto globalnih emisija ugljika, od čega je većina uzrokovana radom zgrada, rasvjetom, grijanjem i hlađenjem.

Ako bi se ovaj novi materijal koristio za naknadno opremanje loše izoliranih ili starih zgrada, poboljšao bi se njihova energetska učinkovitost i smanjile emisije ugljika. Istraživači čak izvješćuju da je ovo prikladnije za ugradnju od izolacije.

Nedostatak

Potrebno je više istraživanja jer su neke komponente – uključujući jednoslojni grafen i zlatnu mikromrežu koja se koristi kao prozirni vodljivi slojevi – skupe i komplicirane za proizvodnju.

Tijekom istraživanja izrađeni su samo komadi materijala širine 6 cm, ali namjera je da se oni spoje u veće listove.

Kada je sloj vode aktivan, materijal je tamnobijel, a postaje bakreno smeđi kada je sloj bakra aktivan. Boje se mogu mijenjati dodavanjem pigmenata.