Καθώς τεράστιες εκτάσεις της Ευρώπης και της Ασίας υποφέρουν αυτό το καλοκαίρι από πρωτοφανείς καύσωνες, οι συζητήσεις έχουν επικεντρωθεί σε έναν προφανή τρόπο για να διατηρούνται οι άνθρωποι δροσεροί: περισσότερα κλιματιστικά. Δημοφιλή σε χώρες υψηλού εισοδήματος, όπως οι Ηνωμένες Πολιτείες, η Ιαπωνία και η Αυστραλία, οι συσκευές αυτές είναι λιγότερο συνηθισμένες στα σπίτια της Ευρώπης ή των χωρών χαμηλού εισοδήματος. Ωστόσο, σύμφωνα με τους επιστήμονες, τα κλιματιστικά είναι ακριβά στη λειτουργία τους, καταναλώνουν τεράστιες ποσότητες ενέργειας και παράγουν θερμότητα, επομένως η εγκατάστασή τους σε κάθε σπίτι που τα χρειάζεται δεν αποτελεί τη λύση. Αντίθετα, επισημαίνουν ότι τα τελευταία χρόνια έχουν σημειωθεί σημαντικές εξελίξεις σε υλικά που μπορούν να ψύχουν παθητικά τα κτίρια, προσφέροντας μια λύση χωρίς τα μειονεκτήματα των συμβατικών κλιματιστικών.
Η ψύξη των κτιρίων αντιστοιχεί σχεδόν στο 10% της παγκόσμιας κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας, σύμφωνα με μια ανασκόπηση που δημοσιεύθηκε νωρίτερα αυτόν τον μήνα στο Nature Reviews Clean Technology. Το ποσοστό αυτό αναμένεται να αυξηθεί καθώς οι καύσωνες γίνονται συχνότεροι, εντονότεροι και μεγαλύτερης διάρκειας. Έως το 2050, η ηλεκτρική ενέργεια που θα απαιτείται για την ψύξη των κτιρίων παγκοσμίως εκτιμάται ότι θα έχει αυξηθεί κατά 210% σε σχέση με τα επίπεδα του 2024, ενώ οι εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου από τη χρήση κλιματιστικών πιθανότατα θα έχουν τριπλασιαστεί την ίδια περίοδο.
►Μυρίζει μούχλα το κλιματιστικό; Τρόποι για να φύγει η μυρωδιά
Σύμφωνα με το Nature ο Matthaios Santamouris, ερευνητής στον τομέα της αρχιτεκτονικής στο Πανεπιστήμιο της Νέας Νότιας Ουαλίας στο Σίδνεϊ της Αυστραλίας και συν-συγγραφέας της ανασκόπησης, αναφέρει ότι ο κλιματισμός μπορεί να αποδειχθεί σωτήριος για άτομα που διατρέχουν υψηλό κίνδυνο θανάτου από ακραία ζέστη, όπως οι άνθρωποι άνω των 65 ετών. Ωστόσο, τονίζει ότι η τεχνολογία αυτή παρουσιάζει αρκετά μειονεκτήματα. Κατά τις απότομες αυξήσεις της θερμοκρασίας, όταν η χρήση των κλιματιστικών εκτοξεύεται, η ξαφνική αύξηση της ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας επιβαρύνει το ηλεκτρικό δίκτυο, οδηγώντας σε διακοπές ρεύματος που θέτουν σε κίνδυνο τα άτομα που είναι ευάλωτα στη θερμική καταπόνηση.
Η χρήση κλιματιστικών αυξάνει επίσης τη θερμοκρασία στις πόλεις, εξηγεί η Negin Nazarian, κλιματολόγος αστικού περιβάλλοντος στο ίδιο πανεπιστήμιο. Τα συστήματα τύπου split, στα οποία μια μονάδα κλιματισμού ψύχει ένα μόνο δωμάτιο, λειτουργούν απομακρύνοντας τη θερμότητα από το εσωτερικό του κτιρίου και «απορρίπτοντάς την ακριβώς δίπλα», στο γύρω περιβάλλον. Αυτό δημιουργεί έναν «φαύλο κύκλο», όπως λέει, κατά τον οποίο οι εξωτερικές θερμοκρασίες αυξάνονται, γεγονός που οδηγεί σε ακόμη μεγαλύτερη χρήση κλιματιστικών για την ψύξη των εσωτερικών χώρων.
Το κόστος λειτουργίας των κλιματιστικών δυσκολεύει επίσης την πρόσβασή τους από πληθυσμούς χαμηλού εισοδήματος, οι οποίοι είναι ιδιαίτερα ευάλωτοι στις επιπτώσεις της έκθεσης σε ακραία ζέστη. Για παράδειγμα, έως και 100 εκατομμύρια οικογένειες στην Ινδία, το Μεξικό, την Ινδονησία και τη Βραζιλία αναμένεται να εξακολουθούν να μην μπορούν να αντέξουν οικονομικά τη χρήση κλιματισμού έως το 2040, παρά το γεγονός ότι θα έχουν πρόσβαση σε ηλεκτρικό ρεύμα.
Μια εναλλακτική λύση
Ο Santamouris εξηγεί ότι η παθητική ψύξη των κτιρίων, κατά την οποία χρησιμοποιούνται ειδικά σχεδιασμένα υλικά για τον έλεγχο της θερμοκρασίας, απαιτεί ελάχιστη έως και μηδενική κατανάλωση ενέργειας. Αυτοματοποιημένες περσίδες και σκίαστρα παραθύρων, που ακολουθούν τη θέση του Ήλιου, χρησιμοποιούνται ήδη σε εμπορικά κτίρια, γραφεία και πανεπιστήμια. Με αυτόν τον τρόπο ελέγχουν την ποσότητα θερμότητας που εισέρχεται στο κτίριο, μειώνοντας την ανάγκη χρήσης κλιματισμού.
Μία από τις πιο εντυπωσιακές εξελίξεις είναι η ανάπτυξη υλικών που επιτυγχάνουν παθητική ψύξη μέσω ακτινοβολίας, σύμφωνα με τη Nicole Miranda, ειδικό στη βιώσιμη ψύξη στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης. Το μεγαλύτερο μέρος της θερμότητας που εκπέμπεται από τη Γη απορροφάται από την ατμόσφαιρα, εκτός από την ακτινοβολία που βρίσκεται στο λεγόμενο «ατμοσφαιρικό παράθυρο» (μήκη κύματος μεταξύ 8 και 13 μικρομέτρων), η οποία διαφεύγει απευθείας στο διάστημα. Οι τεχνολογίες παθητικής ακτινοβολικής ψύξης αξιοποιούν αυτό το φαινόμενο μέσω ειδικών χρωμάτων, γυαλιών, πηκτωμάτων (gel) και άλλων δομικών υλικών που έχουν σχεδιαστεί ώστε να αντανακλούν αποτελεσματικά αυτή την ακτινοβολία.
Οι επιστήμονες έχουν αναπτύξει υλικά αποτελούμενα από πολλαπλές στρώσεις ή από δομές με φυσαλίδες και θύλακες αέρα, ώστε να αντανακλούν τη θερμότητα. Για παράδειγμα, χρώματα που περιέχουν μικροσκοπικές ή νανομετρικές σφαίρες οξειδίου του πυριτίου και οξειδίου του αλουμινίου ενισχύουν τη σκέδαση του φωτός και αυξάνουν την ποσότητα θερμότητας που αποβάλλεται προς την ατμόσφαιρα. Σε μία μελέτη, μια τέτοια επίστρωση μείωσε τη θερμοκρασία της επιφάνειας στην οποία εφαρμόστηκε κατά 5,26°C, αντανακλώντας το 97% της ηλιακής ενέργειας που δεχόταν.
►Ο κανόνας των 3 λεπτών όταν το κλιματιστικό δεν παίρνει μπρος αμέσως
Οι ερευνητές αναπτύσσουν επίσης υλικά που συνδυάζουν την ακτινοβολική ψύξη με την εξατμιστική ψύξη, αν και τα περισσότερα βρίσκονται ακόμη στο στάδιο του πρωτοτύπου ή των δοκιμών. Ορισμένα αποτελούνται από πολλαπλές στρώσεις με διαφορετικές ιδιότητες, ενώ άλλα είναι ένα ενιαίο μείγμα που περιέχει διαφορετικούς τύπους σωματιδίων. Για παράδειγμα, μια πλαστική μεμβράνη που αναπτύχθηκε το 2021 περιέχει μια υδρογέλη που απορροφά νερό, η οποία δεσμεύει υδρατμούς κατά τη διάρκεια της νύχτας και απορροφά θερμότητα όταν το νερό εξατμίζεται την ημέρα. Επιπλέον, διαθέτει ένα υδρόφοβο ανώτερο στρώμα, το οποίο αποβάλλει θερμότητα και ενισχύει την ικανότητα της υδρογέλης να απορροφά νερό και να ψύχει το περιβάλλον. Υπό άμεση ηλιακή ακτινοβολία, η μεμβράνη αυτή μείωσε τη θερμοκρασία της επιφάνειας κατά περίπου 7°C.
Στην πράξη, τα υλικά αυτά λειτουργούν σαν κλιματιστικά, αναφέρει ο Santamouris, και μπορούν να εφαρμοστούν στις στέγες των κτιρίων, μειώνοντας τόσο τη θερμοκρασία στο εσωτερικό όσο και τη ζήτηση για χρήση κλιματισμού.
Η Nazarian υποστηρίζει ότι απαιτούνται πολιτικές και κατευθυντήριες οδηγίες που να ενθαρρύνουν ή ακόμη και να επιβάλλουν τη χρήση παθητικών μεθόδων ψύξης στα νέα κτίρια. Παράλληλα, οι μέθοδοι αυτές θα πρέπει να συνδυάζονται με στρατηγικές που μειώνουν τη θερμοκρασία του εξωτερικού περιβάλλοντος. Όπως χαρακτηριστικά δηλώνει: «Πρέπει πραγματικά να αντιμετωπίσουμε αυτό το πρόβλημα από πολλές διαφορετικές πλευρές».
