Hitech logo

Кейсы

Новая краска охлаждает дома летом и согревает зимой, снижая энергопотребление

TODO:
Екатерина Шемякинская19 августа 2023 г., 14:07

На отопление и охлаждение помещений приходится 13% мирового энергопотребления и 11% выбросов парниковых газов. Ученые Стэнфордского университета изобрели новый вид краски, которая может сохранять в домах прохладу летом и тепло зимой, значительно снижая потребление энергии, расходы на нее и выбросы парниковых газов. Краска, отталкивающая инфракрасное излучение, выдерживает как экстремально высокие, так и низкие температуры, и ее можно наносить на любые поверхности.

Самые интересные технологические и научные новости выходят в нашем телеграм-канале Хайтек+. Подпишитесь, чтобы быть в курсе.

Современные краски с низким коэффициентом излучения обычно имеют металлический серебристый или серый цвет, который ограничивает их использование. Новые краски состоят из двух слоев, наносимых отдельно: отражающий инфракрасное излучение нижний слой с использованием алюминиевых хлопьев и ультратонкий, прозрачный для инфракрасного излучения, верхний слой с использованием неорганических наночастиц и с широким спектром цветов.

Для сохранения тепла краску можно наносить на наружные стены и крыши. Большая часть этого инфракрасного света проходит через цветной слой краски, отражается от нижнего слоя и возвращается обратно в виде света, не поглощаясь строительными материалами в виде тепла. Чтобы сохранить тепло внутри, краски наносят на внутренние стены, где, опять же, нижний слой отражает инфракрасные волны. До 80% высокочастотного среднего инфракрасного света отражается красками, сохраняя тепло внутри в холодную погоду и снаружи в жару. Цветной слой также отражает некоторое количество ближнего инфракрасного света, снижая потребности в кондиционировании воздуха.

Исследовательская группа протестировала краски белого, синего, красного, желтого, зеленого, оранжевого, фиолетового и темно-серого цветов. Они оказались в 10 раз лучше, чем обычные краски тех же цветов, при отражении инфракрасного излучения.

Двухслойная краска хорошо ложится на самые разные поверхности и материалы, поэтому ее можно наносить не только на здания. Например, можно красить грузовики и вагоны поездов, используемые для рефрижераторных перевозок, в которых затраты на охлаждение занимают до половины стоимости доставки грузов.

Краски также протестировали на практичность в различных ситуациях. Оба слоя водоотталкивающие, что повышает устойчивость во влажной среде. Окрашенные поверхности можно очищать от грязи влажной тряпкой или водой. Эксплуатационные характеристики и эстетический вид красок не ухудшились после непрерывного воздействия в течение одной недели высокой температуры (80°C) и низкой температуры (-195°C). Высокая и низкая кислотность также не нанесли краске какого-либо вреда.

Новые краски сократили потребление энергии для нагрева примерно на 36% в экспериментах в искусственной холодной среде. Энергия, необходимая для охлаждения, снизилась на 21% в искусственных теплых условиях. При моделировании типичного многоквартирного дома средней этажности в различных климатических зонах США с новой краской на наружных стенах и крышах общее потребление энергии на отопление, вентиляцию и кондиционирование воздуха уменьшилось на 7,4% в течение года.