Κάτοπτρο διπλής όψης, νέα ιδέα για κλιματισμό

Η πάνω όψη ανακλά την ηλιακή ακτινοβολία, η κάτω επιφάνεια απορροφά θερμότητα από τη στέγη του κτηρίου και την ακτινοβολεί στο Διάστημα.

Μια επίστρωση πολλαπλών στρωμάτων που αναπτύχθηκε στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ θα μπορούσε να μειώσει δραστικά το κόστος του κλιματισμού στα κτήρια, ο οποίος αντιστοιχεί σχεδόν στο 15% της συνολικής κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας στις ΗΠΑ.

Οι κάτασπρες στέγες που ανακλούν την εισερχόμενη λιακάδα είναι γνωστές από τα αρχαία χρόνια στην Ελλάδα. Όμως η δεύτερη λειτουργία της επίστρωσης, η ακτινοβόληση θερμότητας στο Διάστημα, είναι ελαφρώς πιο περίπλοκη.

Όλα τα αντικείμενα που βρίσκονται σε θερμοκρασία πάνω από το απόλυτο μηδέν, από τους ανθρώπους μέχρι τα κτήρια, ακτινοβολούν μονίμως θερμότητα υπό τη μορφή υπέρυθρου φωτός.

Η ακτινοβολία αυτή συνήθως θερμαίνει το γύρο περιβάλλον, καθώς ένα μεγάλο μέρος της απορροφάται από μόρια του αέρα. Εκτός αν η ακτινοβολία έχει συγκεκριμένα μήκη κύματος, από 8 έως 13 μικρότερα, οπότε η θερμότητα δεν περνά στον αέρα.

Αυτή είναι η ιδέα που αξιοποίησε η ομάδα του Σανούι Φαν, ηλεκτρολόγου μηχανικού στο Στάνφορντ. Όπως αναφέρουν οι ερευνητές στο περιοδικό Nature, η επίστρωση συνίσταται από επτά εναλλασσόμενα στρώματα διοξειδίου του πυριτίου (SiO2) και διοξειδίου του αφνίου (HfO2), πάνω στα οποία είναι ένα λεπτό στρώμα αργύρου.

Ο άργυρος και τα πρώτα τέσσερα στρώματα SiO2 και HfO2 λειτουργούν ως κάτοπτρο και ανακλούν το 97% της εισερχόμενης ενέργειας.

Τα επόμενα τρία στρώματα SiO2 και HfO2 είναι πολύ παχύτερα και λειτουργούν ως ψύκτρα: απορροφούν θερμότητα από το κάτω μέρος της επίστρωσης και την εκπέμπουν στο Διάστημα στα κατάλληλα μήκη κύματος.

Στις δοκιμές των ερευνητών, η επίστρωση μείωσε τη θερμοκρασία διαφόρων επιφανειών κατά 5 βαθμούς Κελσίου, ακόμα και σε συνθήκες ηλιοφάνειας.

Εφόσον αποδειχθεί αρκετά φθηνή η χρήση της επίστρωσης σε μεγάλες ταράτσες και στέγες, η νέα τεχνολογία θα μπορούσε να μειώσει σημαντικά το κόστος του κλιματισμού.

Ακόμα κι αν αυτό δεν συμβεί, λένε οι ερευνητές, η επίστρωση θα μπορούσε να αξιοποιηθεί στις εξωτερικές μονάδες των κλιματιστικών για να επιταχύνει την αποβολή της θερμότητας.

Επιμέλεια: Βαγγέλης Πρατικάκης