Poti racori o casa fara aer conditionat?

(Credit de imagine:

Getty Images

)

Pe masura ce temperaturile globale de vara cresc, mai multe cladiri instaleaza aparate de aer conditionat infometate cu energie – un factor important pentru schimbarile climatice. Dar exista modalitati de a raci cladirile fara a porni AC?

A

La prima vedere, privelistea ar putea fi confundata cu cocoasele rulante din Hobbiton, chiar pana la usile perfect circulare care se deschideau pe dealul luxuriant verde. Dar usile sunt din sticla, iar in interiorul lor nu sunt gauri confortabile ale hobbitului, ci o serie de brate mecanice mari din otel si parghii care tin unele dintre usi intredeschise.

Aceste dealuri fac parte din acoperisul Academiei de Stiinte din California din San Francisco, SUA. Acoperisul verde ondulat face parte dintr-o serie de caracteristici de inginerie si proiectare care fac din academie unul dintre cele mai mari spatii ventilate pasiv din SUA. Acest lucru inseamna ca, chiar si in varful verii, cea mai mare parte a acestei cladiri se bazeaza pe o manipulare inteligenta a elementelor pentru a ramane racoros, fara aproape nici un aer conditionat.

S-ar putea sa-ti placa si:

  • Zece moduri simple de a actiona asupra schimbarilor climatice
  • Animalele care vor supravietui schimbarilor climatice
  • Ar putea cladirile din lemn sa contribuie la combaterea schimbarilor climatice?

Acoperisuri ca acestea sunt o modalitate prin care arhitectii, inginerii si designerii regandesc cladirile pentru a gasi modalitati de a le mentine la rece fara aer conditionat. Provocarea devine din ce in ce mai urgenta; a fost inca un alt an arzator, cu valuri de caldura care ruleaza Australia, sudul Asiei, America de Nord si Europa. Pentru a face fata valurilor de caldura, facute din ce in ce mai frecvente de schimbarile climatice, se asteapta ca numarul unitatilor de curent alternativ sa se tripleze in intreaga lume pana in 2050. Pe langa faptul ca vor consuma cantitati uriase de electricitate, unitatile de curent alternativ contin agenti frigorifici puternici cu efect de sera. Acesti agenti frigorifici sunt de fapt cea mai rapida sursa de emisii de gaze cu efect de sera din fiecare tara de pe Pamant.

Designul interesant al Academiei de Stiinte din California este construit pentru a promova miscarea aerului de racire in jurul cladirii (Credit: Cody Andresen)

Dar exista alternative si multe dintre ele. De la proiectele de cladiri antice care au fost incercate si testate de-a lungul a 7.000 de ani, pana la tehnologiile de varf de la Academia de Stiinte din California, este posibil sa se creeze cladiri care sa ramana racoroase, practic fara necesitati energetice.

La academie, cupolele ierboase ale acoperisului deviaza fluxul natural de aer din interiorul cladirii. Pe masura ce vantul bate, o parte a dealurilor este la presiune negativa, ceea ce ajuta la aspirarea aerului prin ferestrele acoperisului controlate automat si in cladire. Faptul ca acoperisul este acoperit cu vegetatie ajuta si la scaderea temperaturii in spatiul de mai jos, precum si la asigurarea unui habitat pentru faunei salbatice de deasupra.

„Incepem cu atitudinea cat de departe putem merge in proiectarea cladirii, presupunand ca nu vom avea curent alternativ”, spune Alisdair McGregor, lider global pentru inginerie mecanica la Arup, care a fost implicat in proiectarea cladirii . Dar este rar sa controlati complet climatul intreaga cladire prin aceasta abordare, adauga el. Ar putea exista constrangeri impuse de o autostrada zgomotoasa langa o cladire, ceea ce face imposibila deschiderea ferestrelor. Sau cladirea ar putea avea o multime de echipamente fierbinti sau persoane cu nevoi speciale, cum ar fi intr-un spital. Dar cel putin inseamna ca AC, impreuna cu costurile si emisiile sale, este redus la minimum.

Aerul conditionat conventional elibereaza gaze cu efect de sera in atmosfera, contribuind la incalzirea globala (Credit: Getty Images)

Academia de Stiinte din California este un varf in designul pasiv. Dar a fost, de asemenea, un proiect de aproape jumatate de miliard de dolari, cu acces la unii dintre cei mai buni ingineri si arhitecti in dezvoltare durabila. Ce se intampla cu cladirile mult mai obisnuite, de zi cu zi, in care majoritatea dintre noi ne petrecem majoritatea timpului – racirea pasiva le poate face, de asemenea, rezistente la valuri de caldura?

Apa

Una dintre cele mai simple forme de racire pasiva foloseste schimbarea temperaturii in aer atunci cand apa se evapora. Apa necesita energie pentru a trece de la starea lichida la vapori si ia acea energie din aer sub forma de caldura.

„Racirea prin evaporare este un fenomen natural”, spune Ana Tejero Gonzalez, inginer la Universitatea Valladolid din nordul Spaniei. „Putem vedea o multime de exemple in natura in care se intampla acest lucru.” Poate raci o suprafata, precum si un corp de aer, cum ar fi pielea cand transpiri sau limba unui caine cand pantalonii.

Botijo ​​ajuta la racirea prin evaporare, permitand apei sa patrunda prin peretii sai de lut (Credit: Getty Images)

In regiunea Spaniei lui Gonzalez, o nava traditionala numita botijo ​​foloseste acelasi principiu. Botijo ​​este o oala mare din lut poros si folosita pentru a transporta apa sau vin, pe care muncitorii agricoli le-ar scoate pe campuri. Cantitati mici de bautura se evapora prin porii din peretii de lut, mentinand lichidul rece chiar si sub soarele fierbinte spaniol.

In arhitectura, utilizarea racirii prin evaporare se intoarce in Egiptul antic si romani.

Dar unele dintre exemplele mai elaborate provin din arhitectura araba si o structura numita mashrabiya. Un mashrabiya este o retea ornamentata, in mod traditional din lemn, sculptata cu desene complexe, care se gaseste in exteriorul sau in interiorul unei cladiri. Pe langa faptul ca ofera umbra, vara, mashrabiya ar gazdui vase poroase din faianta – precum botijo ​​- umplute cu apa. Acestea ar ajuta la racirea camerei pe masura ce o briza curgea prin mashrabiya si peste ghivece.

Dar exista si modalitati mai simple de a valorifica racirea prin evaporare intr-o cladire sau in afara spatiului. Un corp de apa intr-o curte – un iaz, fantana sau rauri de apa care curg in tot spatiul – toate fac aceeasi treaba. Si in interior, plasarea unei oale de faianta cu apa langa o fereastra sau un loc curent poate ajuta la racirea locului.

Pamant

Daca in prezent regiunile temperate din nordul global vor deveni echipate pentru a face fata caldurii extreme de rutina, exista multe lucruri de invatat din cladirile, atat vechi, cat si moderne, din sudul global, spune Manit Rastogi, partener fondator al arhitecturii firma Morfogeneza, cu sediul in India. „Aceasta parte a lumii a fost mereu fierbinte”, spune Rastogi. Sistemele de racire pasive sunt o chestiune de necesitate de mii de ani. „Majoritatea arhitecturii pe care am facut-o in mod traditional aici sunt exemple fenomenale de realizare a conditiilor de racire fara mijloace mecanice.”

Chiar si in climele expuse, calde si aride, temperaturile mai reci nu sunt niciodata prea departe. In Jaipur, capitala statului Rajasthan din nordul Indiei, temperaturile din timpul zilei ajung in mod regulat la peste 40C in lunile de vara. Dar la doar cativa metri sub pamant, temperatura pamantului in regiune ramane cu 25C mult mai blanda, chiar si prin cea mai puternica caldura de vara.

In orasul Jaipur, India, temperaturile de vara ating 40C si mai mult (Credit: Getty Images)

Solutia este sa sapam, spune Rastogi, care a proiectat Academia de Moda Pearl din Jaipur folosind acest principiu. Rastogi si colegii sai au folosit un put traditional indian, sau baoli, intr-o curte interioara umbrita la academie. Maluri de trepte de piatra gri coboara fara probleme pana la marginea unui bazin mare de apa de ploaie colectata si ape uzate tratate din cladire. Piscina, racita de temperaturile subterane, absoarbe o cantitate substantiala de caldura din curte, mentinand aerul proaspat. „Sapat in pamant este foarte, foarte eficient”, spune Rastogi.

Desi ar putea fi o solutie atractiva, saparea unei fantani enorme in proprietatea dvs. nu este necesara pentru a utiliza acelasi fenomen. Sistemele comerciale de incalzire si racire a sursei de sol utilizeaza, de asemenea, temperatura pamantului mai mult sau mai putin stabila pe tot parcursul anului, pompand un lichid prin conductele ingropate in exterior. Temperatura lichidului scade la cea a pamantului si este apoi pompata inapoi in interior, unde poate trece prin conductele din pardoseala pentru a raci casa. Aceste sisteme pot fi utilizate atat pentru incalzirea cladirilor in timpul iernii, cat si pentru racirea lor vara. Utilizarea globala a acestora pentru incalzire a fost lenta, dar devin din ce in ce mai populare pentru racire, in special in orasele din nordul Chinei in timpul verii.

Pe langa baoli, Pearl Academy of Fashion din Jaipur foloseste alte cateva trucuri pentru a mentine temperatura scazuta. Din exterior, cladirea are o forma dreptunghiulara simpla, care poate sa nu para foarte eleganta, dar are avantajul de a maximiza spatiul intern pentru suprafata exterioara, deoarece fiecare picior patrat expus Soarelui absoarbe caldura. Cladirea este invaluita intr-o „piele” de piatra perforata, la aproximativ patru metri de peretii exteriori, ceea ce ajuta la umbrirea cladirii si tamponarea temperaturii. „Multe dintre aceste strategii sunt legate de a fi in contact cu natura si de a intelege cum functioneaza”, spune Rastogi. „Intelegeti site-ul si tipologia respectiva, iar munca va fi mult mai usoara.”

Rezultatul este ca interiorul academiei este un 29C destul de cald, chiar si in cele mai fierbinti luni, cand temperaturile exterioare sunt in mod regulat mai mari de 40C. Acest lucru permite utilizarea aerului conditionat foarte modest, atunci cand este absolut necesar.

Vant

Orasul Yazd din Iran este cunoscut sub numele de „oras cu prindere de vant”. Combina de vant sunt turnuri cu ferestre arcuite, fara sticla, asezate pe cladiri cu acoperis plat, orientate spre directia vanturilor predominante. Timp de secole, aceste turnuri au prins briza si l-au canalizat pana la locuinte, impartite in canale de o serie de lame in turn. Acoperisul arcuit al parbrizului ajuta la incurajarea circulatiei aerului chiar si atunci cand nu bate vant puternic. Uneori, aerul curge peste un bazin de apa sau chiar un rezervor adanc intr-o camera cu cupola, pentru a incuraja racirea in continuare.

Sistemele de incalzire si racire a sursei de sol utilizeaza temperatura subterana stabila a pamantului pentru a regla climatul interior (Credit: Getty Images)

Cazanele de vant din Yazd sunt printre cele mai variate si creative din Orientul Mijlociu, potrivit cercetarilor efectuate de Mahnaz Mahmoudi Zarandi, profesor asistent de arhitectura la Universitatea Qazvin Islamic Azad din Teheran. O analiza a capturilor de vant Yazd a constatat ca cele mai eficiente modele au scazut temperatura aerului in interior de la 40C la 29,3C.

In cladirile obisnuite care nu au norocul de a avea incorporat un sistem de prindere a vantului, exista inca optiuni, spune McGregor de la Arup. Daca aveti ferestre deschise pe diferite laturi ale unei cladiri la diferite inaltimi, va puteti ajuta sa trageti aer. „Uneori vezi acest efect prea mult si aproape ca obtii un vant urlator”, spune McGregor. „De exemplu, un atrium inalt cu o deschidere in partea de sus si o usa in partea de jos. Dar, variind deschiderile, puteti controla fluxul de aer prin cladire. ”

Jungla de beton

Gandirea la scara cladirilor individuale, oricat de inteligent ar fi fost, poate duce pana la capat doar termostatul. Dar intelegerea modului in care cladirile interactioneaza cu restul peisajului urban poate ajuta la reducerea acestuia.

Zgarie-noriul din Londra cunoscut sub numele de „walkie-talkie” ofera o lectie despre cum sa nu faci asta. Cladirea are o fata giganta concava. Desi ar putea arata elegant, exista un motiv pentru care zgarie-nori cu curbare interioara nu sunt foarte frecvente. Inainte de finalizarea cladirii, s-a descoperit ca vasta suprafata concava stralucitoare actiona ca o lupa, concentrand razele Soarelui pe o zona mica. Acest accent s-a intamplat sa fie cativa metri de trotuar in afara unui coafor si a unui restaurant vietnamez. Rezultatul a fost temperaturi atat de fierbinti incat vopseaua s-a topit, piesele masinii au fost formate in vezicule si s-au flambat, placile s-au sfaramat si s-a incendiat un pasaport.

Vegetatia luxurianta ajuta la mentinerea oraselor precum Chengdu, China, la rece vara (Credit: Getty Images)

Problema a fost rezolvata acum datorita adaugarii unui brise soleil de ultima ora sau umbrela de soare giganta din lamele de aluminiu. Dar arata cat de profund o modificare de design poate modifica temperatura peisajului urban. Chiar si fara lupe de dimensiunea zgarie-nori care arde pavajele, exista problema efectului insulei de caldura urbana – unde betonul plictisitor, gri, absoarbe caldura Soarelui si il radiaza inapoi pe pietoni inabusiti, ca o sticla de apa fierbinte extrem de inutila.

Ne-am putea gandi la efectul insula de caldura ca la un rau necesar al verii in oras. Dar spatiile urbane pot fi adaptate pentru ao reduce. Una dintre cele mai eficiente modalitati este de a aduce o anumita vegetatie. Stim cu totii acest lucru in mod intuitiv – este diferenta dintre bulevardele umbrite, impodobite de copaci, ale unui oras precum Palma, Mallorca si trotuarele expuse din New York.

In Medellin, Columbia, autoritatile orasului au experimentat „coridoare verzi” prin oras. Au dezvoltat 30 de coridoare verzi in alte parti gri ale orasului, folosind marginile a 18 drumuri si 12 cai navigabile. Aceste benzi verzi au scazut temperaturile cu 2C. Un studiu realizat de Monica Turner, ecolog la Universitatea din Wisconsin-Madison, a aratat ca si acoperirea copacilor mai larga poate reduce temperaturile urbane cu pana la 5 ° C.

Multe orase fac pasi similari. Autoritatile municipale din Milano intentioneaza sa planteze trei milioane de copaci in oras pana in 2030. Melbourne, Australia, a inceput si un program de plantare a copacilor pentru a mentine orasul locuibil prin viitoarele valuri de caldura. Si orase noi, cum ar fi orasul forestier Liuzhou din China, sunt capabile sa teasa invelisul vegetal de la inceput.

Strategie de iesire

Desigur, chiar si intr-o cladire racita pasiv intr-un oras bine proiectat, uneori aceste masuri de proiectare nu vor fi suficiente. Intr-un spital plin de echipamente generatoare de caldura si oameni vulnerabili, vor exista cerinte de racire care sa depaseasca ceea ce pot realiza sistemele pasive. „Aici, nu ne pasa atat de mult de energie – trebuie doar sa realizam conditiile termice potrivite in interior”, spune Tejero Gonzalez, Universitatea din Valladolid.

Dar concluzia este ca aerul conditionat conventional ar trebui sa fie o ultima solutie, nu o carja. Poate ca cel mai promitator lucru despre racirea pasiva, adauga McGregor, este ca ofera o cale de iesire din ciclul vicios in care suntem blocati in prezent cu aerul conditionat: folosirea unei tehnologii de racire care contribuie de fapt la incalzirea lumii.

–

Alaturati-va unui milion de fani Viitor placandu-ne pe  Facebook sau urmati-ne pe  Twitter  sau  Instagram .

Daca ti-a placut aceasta poveste,  inscrie-te la buletinul informativ saptamanal bbc.com , numit „Lista esentiala”. O selectie selectata de povesti de la BBC Future, Culture, Worklife si Travel, livrate in casuta de e-mail in fiecare vineri.

ARTICOLE SIMILAREDE LA ACELAȘI AUTOR