Делови од Европа и Азија се соочуваат со рекордни топлотни бранови, продолжена суша и разорни пожари ова лето. Повеќе од 16.000 дополнителни смртни случаи беа регистрирани во европските земји за време на топлотниот бран на крајот на јуни 2026 година. Во текот на летото 2003 година, топлината одзеде повеќе од 70.000 животи во Европа, додека 61.672 смртни случаи поврзани со топлината се проценуваат за 2022 година. Затоа, ладењето на зградите повеќе не е само прашање на удобност, туку сè повеќе и на заштита на здравјето и животот.
Едно од очигледните решенија е проширувањето на климатизацијата, но тоа не е единствениот или глобално одржлив одговор.
Нов преглед објавен во списанието Nature Reviews Clean Technology проценува дека ладењето на зградите сочинува речиси 10 проценти од глобалната потрошувачка на електрична енергија. Се очекува ова да се зголеми како што топлотните бранови стануваат почести, поинтензивни и подолготрајни.
Меѓународната агенција за енергија процени дека бројот на клима уреди во светот би можел да порасне од 1,6 милијарди на 5,6 милијарди до 2050 година.
Ладењето не смее да стане привилегија
Додека богатите земји со широко распространето климатизирање, како што се САД, најчесто се справуваат со високите температури со климатизација, таквото решение не е достапно за милијарди луѓе во посиромашните земји.
Студија објавена во 2021 година во списанието Nature Communications процени дека до 2040 година, помеѓу 64 милиони и 100 милиони домаќинства поврзани со електричната мрежа во Бразил, Индија, Индонезија и Мексико би можеле да имаат потреба од ладење, но нема да можат да си дозволат климатизација и негова употреба.
Пасивно ладење на домовите
Авторите на новиот преглед ја анализираа можноста за решавање на дел од проблемот преку таканареченото пасивно ладење. Тоа нема да ја одржува секоја соба на 22 степени Целзиусови, но може да ги ублажи максималните температури, да го скрати работењето на клима уредите, да ги намали сметките за електрична енергија и да ги олесни енергетските системи. Особено може да помогне во посиромашните заедници и за време на прекини на електричната енергија.
Анализата покажува дека со правилен дизајн на зградите, засенчувања, природна вентилација и напредни материјали во топли клими, потребата за ладење може да се намали до 80 проценти.
Ова не значи дека клима уредите треба да се фрлат. Тие спасуваат животи за време на екстремна топлина. Но, не е разумно да се дозволи зградите да се претвораат во рерни, а потоа да се ладат со уреди што трошат многу електрична енергија и ги загреваат градските улици.
Во новиот труд се анализираат познати решенија, како што се создавање сенка и ноќна вентилација, но и нови материјали што можат да пренесуваат топлина во просторот.
Зошто клима уредите не се доволно решение?
Клима уредите ја пренесуваат топлината од просторијата кон надвор користејќи фреон, компресор и електрична енергија, исто како што фрижидерот ја лади својата внатрешност, но ја загрева кујната. Студиите покажуваат дека нивната отпадна топлина во густо населените делови од градовите може да ја зголеми температурата на воздухот за околу 1 до 2 степени.
Потребата за електрична енергија често се зголемува токму кога топлината може да го намали своето производство. За време на суша, нивото на водата опаѓа, а реките се загреваат, па нуклеарните централи што ја користат нивната вода за ладење понекогаш мора да ја намалат моќноста за да не ги загрозат екосистемите.
На пример, Франција, чии нуклеарки имаат вкупен инсталиран капацитет од 62,9 гигавати, поради топлотниот бран во јуни 2026 година, во еден момент го намали производството на нуклеарна енергија за 4,1 гигавати, односно за износ еднаков на околу 6,5 проценти од инсталираниот капацитет.
Сушите исто така го намалуваат производството на хидроелектраните и можат да го ограничат работењето на термоелектраните на кои им е потребна многу вода за ладење.
„Не можеме да се извлечеме од климатските промени само со клима уреди. Ако секоја зграда е целосно зависна од механичко ладење, ќе создадеме огромен притисок врз енергетските системи и ќе додадеме повеќе топлина во градовите“, се предупредува во истражувањето.
Загревањето на зградите треба да се спречи
Пасивното ладење вклучува процедури што го намалуваат влегувањето на топлина во зградата и го отстрануваат нејзиниот вишок без класично механичко ладење или со минимална потрошувачка на енергија.
Надворешните ролетни го запираат сончевото зрачење пред да помине низ прозорецот, а светлите покриви и фасади го рефлектираат поголемиот дел од сончевата енергија. Топлинската изолација го забавува преносот на топлина, додека правилно позиционираните отвори можат да го исфрлат топлиот воздух ноќе. Во суви клими, може да се користи и испарување на водата, која ја зема топлината од околината. Имено, кога водата испарува, таа апсорбира енергија, така што нејзините молекули ги надминуваат меѓусебните привлечни сили и се менуваат од течна во гасовита состојба. Таа ја зема оваа енергија во форма на топлина од околината и на тој начин ја лади.
„Засенчувањето, рефлектирачките материјали, попаметната вентилација и новите материјали за ладење можат значително да ја намалат внатрешната температура пред да треба да се вклучи климатизацијата“, велат научниците.
Покрив што испраќа топлина во Вселената
Особено интересно е таканареченото ладење со зрачење. Зградите емитуваат голем дел од апсорбираната топлина во инфрацрвениот регион, а атмосферата дел од ова зрачење го пренесува во вселената преку таканаречениот атмосферски прозорец.
Материјал што ја рефлектира сончевата светлина, но ефикасно зрачи топлина, може да стане постуден од околниот воздух. Во студија објавена во 2014 година во списанието Nature, таков материјал рефлектирал 97 проценти од сончевото зрачење и бил за 4,9 степени поладен од воздухот на директна сончева светлина. Постигнал моќ на ладење од 40,1 вати на квадратен метар.
Рефлектирачки премази
Во 2023 година, тим од Универзитетот во Мериленд претстави микропорозен стаклен премаз што рефлектира до 99 проценти од сончевото зрачење. Материјалот под него во услови на пладне бил за околу 3,5 степени поладен, дури и при релативна влажност до 80 проценти.
Друг тим презентираше во 2022 година облога со шупливи честички од силициум и титаниум диоксид. Таа отфрли до 97 проценти од сончевото зрачење и постигна пад на температурата од 5,26 степени под симулатор на сончева светлина.
Ладење со испарување
Во 2021 година, научниците презентираа двослоен порозен полимер кој се лади со испарување. Долниот слој содржеше хидрогел кој ја задржуваше водата, додека горниот слој го заштитуваше материјалот и го рефлектираше сончевото зрачење.
Под директно сончево зрачење, површината беше околу 7 степени поладна од околниот воздух. Хидрогелот мораше повторно да се снабдува со вода за да се продолжи со ладењето.
Комбинирање на методи
Ниту еден од горенаведените методи не е погоден за сите клими. Вентилацијата, на пример, е од мала помош кога надворешниот воздух е многу топол и влажен. Затоа авторите предлагаат комбинирање на процедури прилагодени на локалните клими и згради.
Исто така, постојат ограничувања
Испарењето е помалку ефикасно во влажен воздух, а материјалите мора да издржат прашина, дожд, град, УВ зрачење и оштетувања со години.
Затоа, авторите не го најавуваат крајот на климатизацијата, туку предлагаат попаметен редослед, а тоа е прво да се спречи прегревањето на зградата, потоа пасивно да се отстрани што е можно повеќе топлина и да се користи електрично ладење за она што останува.
Претставените решенија не се замена за конвенционалната топлинска изолација, како што се фасадните системи со стиропор и енергетски ефикасните прозорци со повеќеслојно изолационо или вакуумско стакло, туку ги надополнуваат.
