Енергоефективність: рішення, надані природою
В контексті надзвичайної температурної ситуації в ЄС, помноженої на енергокризу та війну в Україні, важливо уважно придивитись до природних рішень в відбудові та трансформації нашої держави.
Розглянемо системи кондиціонування повітря в офісних та промислових приміщеннях, котрі споживають багато енергії і кілька природних рішень, викладених докладно в «Синя економіка» Гюнтера Паулі
Технологія смуг зебри
Є кілька гіпотез щодо смуг, особливо ті, що розглядають смуги як камуфляж.
Однак доведено, що чорно-білі смуги допомагають охолодити зебру приблизно на 17 F°.
Це працює так: білий колір відбиває, а чорний поглинає сонячне світло.
Через це повітря над чорними смугами тепліше, а над білими смугами холодніше, отже, тиск над смугами то нижчий, то вищий. Різниця тиску створює повітряні потоки, завдяки чому зебра знижує свою температуру навіть приблизно на 17 F°.
Хоча архітектори шукають шляхи регулювання температури через тепловідбиваючі властивості білого кольору, у випадку із зеброю можна зрозуміти, що споруди треба швидше за все фарбувати в біле та чорне.
Всім нам відомо, що білий колір відбиває сонячне проміння, тим самим зменшуючи температуру. Чорний колір поглинає сонячні промені, таким чином підвищуючи температуру поверхні. Тому повітря над білими смугами є прохолоднішим, ніж повітря над чорними. Нагріте повітря над чорними смугами піднімається, створюючи перепад тиску з вищим повітряним тиском над білими смугами.
Таким чином утворюється маленькі повітряні потоки, що охолоджують поверхню без механічної вентиляції.
Чи дає це суттєві переваги? Чи можна це використати в комерційних цілях?
Андрес Найквіст, натхненний зеброю, спроектував офісну будівлю Daiwa House у Сендаї (Японія): завдяки взаємодії між протилежно пофарбованими поверхнями відбувається контроль температури поверхні на зовнішній стороні будівлі і зменшується до 8,5° F (за Фаренгейтом) внутрішня температура будівлі влітку.
Ми можемо переконатись, що прості фізичні ефекти від чорних та білих поверхонь знижують внутрішню температуру, зберігаючи приблизно 20 % використовуваної енергії.
Технологія термітів
Терміти живуть у теплих кліматичних зонах, таких як Африка, Австралія та Південна Америка.
Вони їдять деревину, переважно заражену грибами, оскільки вона легше перетравлюється, крім того, деякі види термітів вирощують грибок для їжі.
Гриб повинен зберігатися в межах одного градуса 31°C вдень і вночі протягом року, тоді як зовнішня температура може коливатися від 3°C до 42°C залежно від клімату та місця розташування.
Для підтримки належної температури і вологості терміти будують систему вентиляційних отворів.
Протягом дня терміти постійно відкривають і закривають низку вентиляційних отворів для опалення та охолодження по всьому кургану. Завдяки системі ретельно відрегульованих конвекційних потоків повітря всмоктується в нижній частині кургану, вниз у приміщення з глиняними стінами та вгору через канал до вершини термітного пагорба (теплова труба).
Крім того, явище під назвою «ефект стека» сприяє витягуванню гарячого повітря зсередини назовні.
Це явище використовувалося в стародавні часи для вентиляції будівель, а зараз воно використовується для побудови сучасної стійкої архітектури.
Першою сучасною будівлею, де використано це явище, стала будівля Eastgate Building у Хараре, Зімбабве.
Будівля опалюється та охолоджується виключно природними потоками повітря.
Усунення простору між поверхами, які використовуються для повітропроводів, знижує точку беззбитковості з 55 до 46%, по суті, додаючи додатковий поверх на тій самій висоті, одночасно знижуючи інвестиційні та експлуатаційні витрати на 10-15%.
По всій Африці було побудовано кілька будівель з використанням «ефекту стека». Адаптувавши цю натхненну природою ідею, ми можемо отримати недорогу, не потребуючу обслуговування пасивну провідність повітря замість дорогого механічного кондиціонування повітря.
Ефективна система вентиляції також захищає від «синдрому хворої будівлі» — явища, яке вражає мешканців будівлі, які стверджують, що відчувають гострі наслідки для здоров’я та комфорту, пов’язані з часом, проведеним у будівлі, але конкретну хворобу чи причину визначити неможливо.
У будівлях із цим синдромом застояне, насичене мікробами, задушене повітря затримується всередині та призводить до захворювання внаслідок грибкового та мікробного забруднення. Оскільки повітря тече, менш імовірно, що мікроби, які живуть у щільному та теплому середовищі, будуть процвітати.
Джерела:
Вам буде цікаво:
Подивитись всі матеріали Рубрики
Проект налагодження міжнародної співпраці в сфері енергоефективності в промисловості реалізується Professional Association of Environmentalists of the World та «Офісом сталих рішень» і покликаний масштабувати можливості і надати інструменти для реалізації енергоефективних ініціатив реальним сектором економіки України, сприяти обміну міжнародним досвідом тощо.
