Новые энергосберегающие строительные материалы, скорее всего, заменят кондиционеры

Журнал «Техническое обозрение» Массачусетского технологического института недавно сообщил, что в Соединенных Штатах скоро будет доступен строительный материал, который может поглощать тепло днем ​​и выделять тепло ночью, тем самым сокращая использование кондиционеров.

Согласно введению, в настоящее время гипсокартон используется для стен большинства зданий. Компания National Gypsum в Северной Каролине тестирует новый тип гипсокартона, который содержит капсульный материал, который может пассивно охлаждать здания, поглощая тепло. Эти капсульные вещества производятся немецким химическим гигантом BASF (БАСФ) и могут добавляться во многие строительные продукты. В Европе этот новый тип капсульного материала использовался в некоторых строительных изделиях.

Этот тип материала капсулы содержит материал с фазовым переходом, то есть материал, который меняет форму при изменении температуры и может обеспечивать скрытое тепло. Это делает принцип охлаждения дома таким же, как и принцип охлаждения напитка за счет поглощения тепла при таянии кубиков льда. . Каждая полимерная капсула содержит парафин, который плавится при комнатной температуре, поэтому они могут поддерживать практически постоянную температуру в помещении в течение дня. Парафин лучше всего работает в прохладную погоду ночью. После того, как ночью температура упадет, капсула может снова затвердеть, чтобы высвободить тепло, накопленное в течение дня.

Петер Шоссиг — инженер Института Фраунгофера в Мюнхене, Германия. Его исследовательская группа разработала эту капсулу в сотрудничестве с BASF. Он рассказал, что в некоторых странах южной Европы этот материал может поглощать достаточно тепла в течение дня, чтобы сэкономить до 20% потребности в электроэнергии для кондиционирования воздуха. В Северной Европе, где ночная температура ниже, здания, в которых используется этот материал, могут вообще не нуждаться в кондиционировании воздуха.

Это новое достижение способствует продвижению «зеленой» тенденции в строительной отрасли к использованию экологически чистых строительных материалов, которые могут поддерживать комфортную температуру в помещении без использования электричества. По данным США. Управление энергетической информации США сообщает, что здания потребляют примерно 70% вырабатываемой в стране электроэнергии, из которых 8% используется для кондиционирования воздуха в домах и офисах. В настоящее время в США широко используются легкие строительные материалы, такие как деревянные рамы и гипсокартонные плиты. Они позволяют быстро завершить строительство, но эти материалы не поглощают много тепла, поэтому температура в помещении сильно колеблется в течение дня.

Леон Гликсман, профессор строительных технологий и машиностроения в Массачусетском технологическом институте, сказал, что материалы с фазовым переходом позволяют дополнительно аккумулировать тепло к легким строительным материалам. С 1950-х годов несколько компаний пытались разработать системы пассивного охлаждения, которые могли бы использовать характеристики материалов с фазовым переходом, но они добились ограниченных результатов, поскольку к существующим строительным материалам трудно добавлять новые материалы.

BASF получает микрокапсулы путем быстрого перемешивания расплавленного воска с горячей водой. Поскольку воск и вода отталкивают друг друга, воск образует в воде множество крошечных капель воска. Когда исследователи добавили акриловые предшественники к смеси воска и воды, сила отталкивания между воском и водой заставила акриловые предшественники покрыть поверхность капель воска. Полученную влажную смесь можно добавлять в порошок, используемый для изготовления гипсокартона, или в другие строительные материалы, такие как цемент и штукатурка, после высыхания.

DuPont, еще один химический гигант, также производит капсулы из материалов с фазовым переходом и добавляет их в теплопоглощающие пластины для продажи в Европе. Стратегия BASF немного отличается от стратегии DuPont: они продают капсулы другим компаниям для добавления в строительные материалы, включая потолки, газобетонные блоки и гипсокартонные плиты. По оценкам исследования, проведенного BASF, на примере цен на электроэнергию и климатических условий в Германии, если к гипсу, используемому в жилом доме, добавить 360 граммов материала с фазовым переходом (приблизительно 4883 доллара США), можно сэкономить на счетах за электроэнергию. в течение 5 лет. покрыть расходы