Çıkıntılı zikzak desenli duvarlar, herhangi bir enerji kullanmadan normal duvarlara göre 3°C'ye (5,4°F) kadar daha serin kalabilir. Bu yaklaşım, soğutma sistemleri tarafından kullanılan enerjiyi azaltabilir ve böylece küresel ısınmanın sınırlandırılmasına yardımcı olabilir.
New York'taki Columbia Üniversitesi'nden Qilong Cheng, "Bu tür bir tasarımla daha serin bir binaya sahip olabiliriz" diyor. "Böylece soğutma için enerji tüketimini azaltabiliriz."
Dünya ısındıkça ve bunu karşılayabilecek insan sayısı arttıkça klima kullanımı da artıyor. Soğutma kaynaklı sera gazı emisyonları 2050 yılına kadar üç kattan fazla artabilir. Sonuç olarak, birçok ekip enerji gerektirmeyen pasif soğutma çözümleri geliştirmeye çalışıyor.
Örneğin, çatıları daha fazla güneş ışığı yansıtacak şekilde beyaz yapmak binaları ve şehirleri daha serin tutabilir.
Bu yaklaşım, çatıların güneş ışığının çoğunu yansıtan ancak atmosferik şeffaflık penceresi içinde kızılötesi radyasyon yayan malzemelerle kaplanması durumunda daha da etkili olmaktadır. Bu, atmosferdeki karbondioksit gibi moleküller tarafından emilmeyen dalga boyu aralığıdır.
Cheng, "Bu banttaki kızılötesi radyasyon atmosferden geçip uzaya ulaşabilir" diyor.
Bu özelliklere sahip malzemeler yukarı bakan çatılarda önemli bir soğutma etkisine sahipken, duvarlarda o kadar etkili değildir. Sorun şu ki, kızılötesi yaymada iyi olan malzemeler aynı zamanda onu emmede de iyidir ve beton kaplamalar gibi duvarlara yakın yüzeyler çok fazla kızılötesi yayabilir.
Cheng ve ekibinin çözümü, yandan bakıldığında zikzak şeklinde yere paralel uzanan bir dizi çıkıntıya sahip duvarlara sahip olmaktır. Bunu gözünüzde canlandırmak için 45 dereceden 90 dereceye kadar eğilmiş bir merdiven düşünün.
En önemlisi, yukarı bakan zigzaglar — bu anaolojide merdiven basamakları — atmosferik şeffaflık penceresinde çok fazla ısı yayan bir yüzeye sahipken, aşağı ve dışa bakan zaglar — rıhtlar — kızılötesi ısıyı absorbe etmek yerine yansıtan bir yüzeye sahiptir.
Ekip bu fikri test etmek için hem zigzag hem de düz yüzeyli 1 metre yüksekliğinde bir model inşa etti. Yaz aylarında New Jersey'de dışarıya konulduğunda, zikzak yüzey düz yüzeye göre 24 saat boyunca ortalama 2°C daha soğuktu ve öğlen 1 ile öğlen 2 arasında 3°C daha soğuktu.
Cheng, gerekli özelliklere sahip bir dizi ucuz malzemenin mevcut olduğunu söylüyor. Mevcut binalar oluklu paneller eklenerek güçlendirilebilir. İç soğutma etkisi, binanın pencerelerinin boyutu gibi diğer faktörlere bağlı olarak değişecektir, ancak simülasyonlar bunun 2°C'ye kadar çıkabileceğini ve soğutma için gereken enerjiyi dörtte bir oranında azaltabileceğini göstermektedir.
Zikzak soğutma duvarları, daha soğuk bölgelerde kışın ısıtma ihtiyacını artıracağından yalnızca sıcak iklimler için uygun olacaktır. Ancak Cheng ve meslektaşları, ısı emilimini artırmak için kışın yükseltilebilen ve bunu en aza indirmek için yazın alçaltılabilen menteşeli "kanatçıklara" sahip bir tasarım da önermişlerdir.
Kaynak: Nexus, DOI: 10.1016/j.ynexs.2024.100028