Холодные тёплые краски обманывают покупателей и Солнце

Чтобы устранить конфликт между психологией людей и необходимостью сбережения энергии, группа учёных придумала белую краску, которая выглядит как чёрная. Визуальный обман позволит экономить ежегодно тысячи тонн топлива.

Всем известно, почему летом люди надевают, как правило, светлую одежду. Не из-за моды, главным образом, а из-за того банального факта, что белый цвет — хорошо отражает солнечные лучи.

Но когда речь заходит о покрытии зданий, почему-то логика уступает место моде.

 

 

Так, покрытия крыш очень часто делают тёмно-коричневыми или тёмно-зелёными. Другие тёмные цвета (вплоть до чёрного) — также встречаются нередко.

Учёные посчитали, что повышение коэффициента отражения крыши, к примеру, с 20% (обычная серая краска) до 55% (обычная "почти-белая" краска) — сократило бы расход энергии на кондиционирование на 20%.

А ведь покрытия, которые отражают и вовсе лишь 4-8% солнечного цвета, по статистике, также немало распространены.

Речь, прежде всего, о США, где группа учёных озаботилась проблемой "неправильных" крыш. В этой стране кондиционеры дают ощутимую долю в национальном потреблении энергии.

Чтобы проверить свойства новых покрытий в реальности, физики соорудили опытные крыши, снабжённые кучей датчиков. Трудно поверить, но экспериментальные плитки, показанные здесь, отражают солнечный свет не хуже белой краски (фото с сайта lbl.gov).

То же справедливо и в отношении многих других жарких стран. И даже в холодной России едва ли кто отказался бы сократить свои счета за электричество, которое тратится летом.

Памятуя о бережном отношении к природе-матушке, Хашем Акбари (Hashem Akbari) и его коллеги из лаборатории Беркли (Berkeley Lab) несколько лет назад приступили к поиску выхода из ситуации.

Кажется, дело то — элементарное. Нужно просто красить крыши белым. Но, как оказалось, американцы не хотят этого делать (думаем, то же можно сказать о жителях большинства других стран, в которых также преобладают неэкономичные тёмные крыши).

Ведь крыши — важный элемент дизайна дома. И массы предпочитают яркие тона: кирпично-красный, тёмно-зелёный, различные оттенки коричневого или синего.

Скучный и блёклый белый или светло-серый — почти никто не желает и знать.

Поскольку изменить привычки миллионов учёные не могли, решили: "Что ж, мы не ищем лёгких путей". И разработали-таки материалы, которые выглядят тёмными, но на деле отражают значительную часть солнечной радиации.

Проделали этот фокус в отделении экологических энергетических технологий лаборатории Беркли (Environmental Energy Technologies Division), где собственно Акбари и работает.

Сама идея элементарна и изящна — нужно было создать покрытия, которые обладали бы огромной отражающей способностью в ближнем инфракрасном спектре, в котором Солнце излучает более половины своей энергии.

Но вот воплощение идеи оказалось не простым. Ведь добавляя разнообразные вещества в краски или иные цветные материалы (пластик, керамическая черепица и так далее), нужно было добиться внешнего сходства с обычными "горячими" покрытиями.

Учёным пришлось перепробовать уйму сочетаний пигментов, учитывая их влияние друг на друга, и ещё подобрать их индивидуально к различным цветам и типам покрытий.

В лаборатории даже компьютерную программу специальную написали, чтобы анализировать поглощение и рассеивание излучения смесью веществ выборочно — на отдельных узких частотах.

А в результате американцы создали такие материалы, которые, будучи внешне неотличимыми от коричневого, тёмно-красного или зелёного, так любимыми домовладельцами (и строителями), отражают в несколько раз больше солнечной энергии.

При этом физики подумали и о технологии изготовления покрытий из этих материалов.

Самое интересное, усилия лаборатории Беркли не пропали даром — при содействии её учёных целый ряд производителей покрытий для крыш (не только в США) с недавних пор ввёл в свою программу так "холодные-тёплые" материалы.

Холодные — по фактическому нагреву от Солнца, а тёплые — по визуальной тональности цвета.

Распределение излучения Солнца по частотам (иллюстрация с сайта lbl.gov).

Некоторые промышленники почти полностью перешли на новые краски. А в Калифорнии даже разработали стандарт, призванный сделать "холодные крыши" обычными при строительстве новых домов.

Больше всего учёным пришлось возиться с так называемой мягкой черепицей (а она — одно из самых популярных покрытий в мире).

Такие плитки состоят из стекловолоконных листов, покрытых битумом, на который напыляют мельчайшую базальтовую или каменную крошку с красителем.

Адаптировать идею инфракрасных пигментов к этим гранулам было непросто, но вот недавно в Беркли объявили о создании их промышленными партнёрами первых образцов таких мягких плиток — тёмных и даже совершенно чёрных на вид, но "белых" в смысле отражения энергии. Скоро они появятся в продаже.

Наиболее впечатляет перемена, произошедшая с чёрным цветом. В варианте обычной краски он отражает лишь 4% солнечного излучения, а с новыми пигментами — 41%.

Сравнение отражающей способности обычных красок и новых, того же самого цвета (иллюстрация с сайта lbl.gov).

Так физикам удалось одержать победу над человеческой психологией. Собственно, психологию ломать не пришлось. А промышленники были только рады нововведению.

Как выяснилось, выпуск новых покрытий обходится им практически в те же деньги, что и выпуск старых "горячих", зато покупателям теперь можно гордо сообщать о энергосберегающих передовых технологиях.

Люди готовы платить сейчас за сбережение немаленьких киловатт-часов потом. Передовые технологии оказались прибыльными. И главное — здесь нет никакого обмана. Кроме оптического.

Статья получена: Membrana.ru