A kánikulában nem véletlenül nem ajánlatos a szabad ég alatt tartózkodni hosszú ideig, hiszen ultraibolya (UV)-sugárzás éri a bőrünket, vagyis a Nap nem spórol e tekintetben. A sűrű beépítésű városok a nyári melegben szinte pokollá változnak, amelyek jelentősen csökkentik az életminőséget a kritikus hónapokban. De vajon mit tehetünk ellene?
Mivel a globális felmelegedés alapvető gazdasági, egészségügyi és biztonsági kockázatokat jelent az emberi civilizáció számára, a lakható épített környezet fenntartása napjaink egyik legfontosabb kihívásává vált. Az épületek hűtése és fűtése jelenleg az energia 12%-át használja fel világszerte, és 2050-re különösen a hűtési energiafogyasztás drasztikus növekedése várható.
A légkondicionálók és a fűtőberendezések nagy mennyiségű villamos energiát és üzemanyagot fogyasztanak, saját hőt termelnek, így közvetlen és közvetett üvegházhatású gázkibocsátást okoznak. Tehát az aktív hőszabályozási módszerek valójában súlyosbíthatják a klímaváltozást és az ebből eredő hűtési igényeket fokozhatják. Ezért ezek nem fenntartható megoldások az épített környezet globális hőgazdálkodására.
De térjünk vissza az UV-sugárzásra, amely a látható fénynél (400-780 nm) kisebb, de a röntgensugárzásnál (0,01–100 nm) nagyobb hullámhosszúságú, vagyis a 180–400 nanométeres tartományba eső elektromágneses sugárzás. Ennek visszaverése érdekében a melegebb földrajzi lokációkban az épületeket fehér tetővel borítják, ezt már jól ismerjük, különösen akkor tapasztaljuk meg, ha nyáron vakációzni megyünk a tengerpartra.
Azonban az ultraibolya-sugárzás visszaverése az épületek függőleges felületeiről már sokkal nehezebb feladat, hiszen a visszaverődő hőnek valahová el kell távoznia. Tiszta időben a tetők az UV-sugarakat a légkörbe bocsáthatják vissza, míg a falak az épület körüli tárgyakra vagy akár a talajra verik vissza az UV-fényt. Ott pedig pokoli meleg keletkezik, vagyis a visszaverés előnyei megszűnnek.
Itt említhetjük meg a városi hőszigeteket, vagyis a nagyvárosokban a sűrű beépítésű lakónegyedekben a hőmérséklet határozottan magasabb, mint a nagyobb településeket övező külvárosi és vidéki területeken. Ez különösen nyáron veszi igénybe az emberek szervezetét, szinte érezzük, ahogy a flaszter kibocsátja a meleget.
Kiszűrni az infravöröst
A minap azonban egy kutatás reménnyel kecsegtet, vagyis talán a nagyvárosokban tapasztalható pokoli meleg mérsékelhető. Kiderült, hogy az égre visszasugárzott UV-fénynek van egy meghatározott frekvenciasávja, egy olyan légköri transzmissziós ablak, amely segítséget jelenthet. A transzmisszió vagy átvitel az a folyamat, amelynek során a sugárzás terjed egy közegen keresztül. A légköri ablak pedig az elektromágneses spektrum egy olyan tartománya, amely áthaladhat a Föld légkörén.
A kutatók azonosították az UV-fény ezen tartományát, és azzal kísérleteztek, hogy mi történne, ha csak ezt verné vissza az épület függőleges felülete, míg a hosszú hullámhosszú infravörös (LWIR) kisugárzást elnyelné. Vagyis LWIR-gátló anyagokat kellett keresniük, amelyek passzív, szezonális sugárzási hőszabályozást érhetnek el, ha függőlegesen vannak elhelyezve, és jelentős, kiaknázatlan energiamegtakarítást jelentenek az épületekben.
„Ha a falakat és az ablakokat olyan anyagokkal vonjuk be, amelyek csak ebben a tartományban sugároznak vagy nyelnek el hőt, akkor csökkenthetjük a hővisszaverést a talajból nyáron és a hőveszteséget télen, miközben fenntartjuk az égbolt hűsítő hatását” – mondta Jyotirmoy Mandal, a Princeton építő- és környezetmérnöki adjunktusa.
Még izgalmasabb feladatnak bizonyult, amikor ilyen tulajdonságú anyagokat kerestek, hiszen arra a következtetésre jutottak, hogy a közönséges műanyag nagyon jól teljesít az UV-fény megfelelő sávjának visszaverésében. „Az olyan anyagok, mint a polipropilén, amelyek a háztartási műanyagokban is megtalálhatók, szelektíven sugározzák vagy elnyelik a hőt abban a bizonyos tartományban” – jegyezte meg Mandal.
Ez a felfedezés nagy volumenben energiafelhasználás nélkül is lehűtheti az épületeket, ráadásul ez a típusú műanyag nemcsak olcsó és könnyen beszerezhető, hanem újrahasznosítással is előállítható, vagyis mindenképpen a fenntarthatóság irányába tehetünk egy újabb lépést.
A tanulmány itt érhető el.
Fotó: Getty Images – Harlem
