6 alternative sustenabile la aerul condiționat25 min read

Pe măsură ce planeta se încălzește, se instalează tot mai multe aparate de aer condiționat. Există însă și modalități de răcire mai eficiente energetic.

Creșterea temperaturilor și, odată cu ele, a valurilor de căldură la nivel global, alături de creșterea populației și cea a veniturilor determină și o creștere exponențială a cererii de aer condiționat (AC). Potrivit Agenției Internaționale pentru Energie (IEA),O organizație interguvernamentală autonomă cu sediul la Paris, înființată în cadrul Organizației pentru Cooperare și Dezvoltare Economică în 1974, ca urmare a crizei petrolului din 1973, „The Future of Cooling”, iea.org este de așteptat ca, în 20 de ani, energia electrică necesară pentru a alimenta aparatele de aer condiționat din întreaga lume să se tripleze. Iar aparatele de aer condiționat folosesc mai multă energie electrică decât orice alt aparat din casă. Ele consumă 10% din electricitatea globală (împreună cu ventilatoarele electrice), se arată în raportul IEA. 

Pe lângă consumul uriaș de electricitate, unitățile de aer condiționat folosesc agenți frigorifici care conțin hidrofluorocarburi, gaze care contribuie la efectul de seră mai intens decât dioxidul de carbon.„Overview of Greenhouse Gases”, epa.gov Cel mai des folosit – R-410A – este de peste 2.000 de ori mai puternic decât dioxidul de carbon.„How to make air conditioning less of an environmental nightmare”, theguardian.com 

Acești agenți frigorifici sunt, de fapt, sursa de emisii de gaze cu efect de seră cu cea mai rapidă creștere în fiecare țară de pe Pământ. Nu e de mirare deci că se caută (și, uneori, se găsesc) soluții pentru a menține clădirile răcoroase fără a crește cererea de energie și fără a apela la astfel de gaze. Oamenii de știință și inginerii lucrează să rezolve problema și să dezvolte tehnologii de răcire mai sofisticate și mai prietenoase cu natura. 

În unele cazuri, roata nici nu trebuie inventată. E suficient ca străzile orașelor, acolo unde se formează insule de căldură urbană care pot ridica temperaturile și cu 12 grade Celsius,„Urban heat island”, en.wikipedia.org să devină mai umbrite prin plantarea mai multor copaci. Sau pot fi aplicate tehnici de construcție vechi de mii de ani, care mențin răcoare în locuințe, fără niciun fel de consum energetic.„How Historical Solutions to Thermal Comfort Influenced Modern Construction Efforts”, sciencedirect.com 

Iată, mai jos, câteva modalități de răcorire mai sustenabile decât folosirea aerului condiționat clasic. 

Getty Images

Acoperișuri vopsite în alb

Materialele din care sunt construite majoritatea clădirilor și drumurilor reflectă mult mai puțin radiația solară – și absorb mai mult – decât vegetația pe care au înlocuit-o. Ele radiază o parte din această energie sub formă de căldură în aerul din jur. În orașe, acest lucru se acumulează, creând astfel efectul de insulei de căldură urbană – adică o temperatură semnificativ mai ridicată decât în jurul orașului respectiv.

Keith Oleson, de la Centrul Național de Cercetare Atmosferică din Boulder, Colorado, a vrut să înțeleagă ce s-ar întâmpla dacă fiecare acoperiș din orașele mari din întreaga lume ar fi vopsit în alb, ridicând nivelul de albedoMăsură a capacității de reflexie a unui obiect. Mai multe, aici: ro.wikipedia.org de la unul obișnuit, de 32% în prezent, la 90%. Savantul a descoperit că efectul insulei de căldură urbană ar putea scădea cu o treime – suficient pentru a reduce temperaturile maxime în timpul zilei cu o medie de 0,6 grade Celsius. Scăderea ar putea fi chiar mai mare în regiunile însorite, precum Peninsula Arabă și Brazilia.„Effects of white roofs on urban temperature in a global climate model”, agupubs.onlinelibrary.wiley.com 

Alte studii sugerează beneficii și mai mari.Într-o lucrare „Urban adaptation can roll back warming of emerging megapolitan regions”, pnas.org din 2014, cercetătorul Matei Georgescu de la Universitatea de Stat din Arizona a descoperit că „acoperișurile reci” ar putea reduce temperaturile cu până la 1,5 grade Celsius în California și cu 1,8 grade Celsius în orașe precum Washington, D.C. 

Unii aplică deja această idee. În Australia, acoperișurile „închise la culoare‘Blistering temperatures’: Dark roofing banned on Sydney’s urban fringe”, smh.com.au au fost interzise în suburbiile sun sud-vestul orașului Sydney, unde noile reguli impun și ca fiecare curte să aibă măcar un copac.

piranka/Getty Images

 Acoperișuri acoperite de vegetație

Soluția asta a fost deja adoptată în multe orașe. În 2016, San Francisco a devenit primul oraș american în care a devenit obligatoriu ca acoperișurile să fie verzi pentru unele clădiri noi.„Green Roof Requirements Are On the Rise”, governing.com Și Franța a supus în primăvară consultărilor publice o nouă lege care conține o serie de prevederi pentru combaterea schimbărilor climatice. Astfel, unele clădiri ar urma să poată fi construite numai dacă vor avea în plan acoperișuri verzi.„In France, a New Law Supports Green Roofs on Buildings”, livingarchitecturemonitor.com

CITEȘTE ȘI: Casele sustenabile, un concept confuz pentru un viitor nesigur

Potrivit Agenției pentru Protecția Mediului din Statele Unite, temperatura anuală a aerului dintr-un oraș cu un milion de locuitori poate fi cu 1-3 grade Celsius mai caldă decât împrejurimile sale.„Urban Heat Island”, education.nationalgeographic.org Și cum de multe ori într-un oraș aglomerat se găsește cu greu spațiu pentru a planta noi copaci, vegetația poate răsări mai ușor pe acoperișurile clădirilor. Plantele pot absorbi până la jumătate din lumina soarelui, ceea ce creează un climat răcoros şi plăcut vara.Mai multe, aici: en.wikipedia.org Conform Consiliului Național de Cercetare din Canada,„Thermal performance of extensive green roofs in cold climates”, nrc-publications.canada.ca un acoperiş verde generos reduce cu până la 75% nevoia de a porni aparatul de aer condiţionat. 

Însă acoperișurile verzi pot avea și alte beneficii. Un studiu„The role of green roofs in mitigating Urban Heat Island effects in the metropolitan area of Adelaide, South Australia”, sciencedirect.com din Australia a constatat că, pe lângă faptul că oferă răcire vara, acoperișurile verzi acţionează şi ca un strat izolator pentru a menţine clădirile mai calde iarna. 

Henglein and Steets Image Source via Getty Images

 Acoperișuri căptușite cu panouri fotovoltaice

Panourile fotovoltaice au nuanțe întunecate și, prin urmare, nu reflectă prea multă radiație solară în spațiu. Dar asta pentru că rostul lor este să capteze acea energie și să o transforme în energie electrică cu emisii scăzute de carbon. Potrivit unui studiu din 2017,„Pricing the urban cooling benefits of solar panel deployment in Sydney, Australia”, nature.com realizat la Universitatea din New South Wales, panourile solare reduc temperaturile din timpul zilei într-un mod similar cu creșterea albedo-ului prin acoperișuri albe. Cercetarea, publicată în revista Scientific Reports, a constatat că, într-un oraș precum Sydney, o serie de panouri solare la nivelul întregului oraș ar putea scădea temperaturile maxime de vară cu până la un grad Celsius și ar reduce, astfel, și nevoia folosirii aerului condiționat. 

phileon/Wikimedia Commons

 Răcirea prin evaporare

Una dintre cele mai simple forme de răcire pasivă și, în același timp, naturală, este folosirea apei evaporate atunci când temperatura din aer fluctuează. Apa are nevoie de energie pentru a trece de la starea lichidă la starea de vapori și ia acea energie din aer.

Ca să înțelegi mai ușor, gândește-te la ce se întâmplă atunci când transpiri: corpul elimină apa din organism la exterior, pentru a răcori pielea. Același lucru se întâmplă și când un câine scoate limba să se răcorească, după ce a alergat o zi întreagă pe-afară.

De altfel, egiptenii și romanii răceau casele prin evaporarea apei„Passive downdraught evaporative cooling: principles and practice”, cambridge.org încă din antichitate. Un exemplu ceva mai sofisticat vine însă din arhitectura arabă, care folosește, adesea, o structură numită mashrabiya –Mai multe, aici: ​​en.wikipedia.org un fel de zăbrele din lemn, cu ornamente tradiționale, sculptate cu desene complicate, care se găsesc în exteriorul sau interiorul unei clădiri. Pe lângă faptul că oferă umbră, vara, pe aceste mashrabiya sunt așezate vase poroase de lut umplute cu apă. Acestea ajută la răcirea încăperii cu ajutorul curenților de aer care trec peste structura de lemn și peste vasele cu apă.

Există însă și metode mult mai simple de a valorifica evaporarea apei dintr-o încăpere sau dintr-un spațiu exterior. E suficient să ai o sursă de apă în curte – un mic iaz, o fântână arteziană sau canale de apă –, toate fac aceeași treabă. La interior, plasarea unui vas de pământ cu apă lângă o fereastră sau un loc prin care circulă curenți de aer poate ajuta la răcirea locului.

Conductă subterană necesară răcirii geotermale. Foto: BanksPhotos via Getty Images

 Răcirea geotermală

Temperatura subterană, relativ stabilă, este mai caldă decât aerul care circulă deasupra ei în timpul iernii și mai rece vara. Lucrul ăsta i-a inspirat pe geofizicieni să creeze un sistem care folosește temperatura de sub pământ pentru încălzirea și răcirea locuințelor. L-au obținut prin fabricarea unor pompe geotermale alcătuite în prezent din trei părți: unitatea pompei de căldură, schimbătorul de căldură la sol și sistemul de furnizare a aerului sau conducta. Schimbătorul de căldură are o serie de conducte denumite „bucle”, instalate la câțiva metri sub pământ, aproape de clădire. O combinație de apă și antigel circulă prin seria de conducte pentru a aspira sau disemina căldura în pământ. 

Practic, funcționarea unei pompe de căldură geotermală are multe în comun cu un frigider, care face ca un loc răcoros (interiorul frigiderului) să fie mult mai rece, prin transmiterea căldurii într-un loc semnificativ mai cald (zona care înconjoară interiorul frigiderului). 

În timpul iernii, pompa de căldură geotermală extrage căldura din schimbătorul de căldură la sol și o canalizează către sistemul de transfer de aer al clădirii, care menține casa caldă și confortabilă. În timpul verii, ciclul este inversat. Pompa geotermală extrage căldura din interiorul clădirii și o transferă în schimbătorul de căldură la sol. 

Principalul beneficiu„Choosing and Installing Geothermal Heat Pumps”, energy.gov al pompelor geotermale este că folosesc cu 25% până la 50% mai puțină energie electrică decât sistemele convenționale de încălzire sau răcire. Un astfel de sistem poate avea un ciclu de viață de până la 50 de ani, comparativ cu al unei pompe de căldură convenționale, care funcționează garantat în jur de 20 de ani. 

Folosirea unui astfel de sistem mai are un avantaj: căldura extrasă din interiorul locuinței în timpul verii poate fi utilizată pentru încălzirea apei. Proprietarul va putea face toată vara dușuri gratuite, va economisi energie, bani și, în plus, va contribui la reducerea poluării aerului.

Tuul Bruno Morandi/Getty Images

 Turnurile de vânt

Soarele arzător și clima uscată au fost dintotdeauna parte din viața de zi cu zi a orașelor situate în regiunile deșertice. Evident, valurile succesive de căldură se revărsau și în casele oamenilor, așa că arhitecții antichității au fost nevoiți să se gândească la un sistem care să permite aerului să circule. Soluția a fost să conceapă niște construcții cărora le-au spus „turnuri de vânt”,„An ancient engineering feat that harnessed the wind”, httpsbbc.com pe care le-au folosit pentru a răci zonele interioare, fiindcă acționează ca un sistem imens de climatizare. 

Se crede că primele turnuri de vânt au fost construite în orașul iranian Yazd din Persia antică. Ideea a fost repede preluată și în regiunile care astăzi corespund Afganistanului, Emiratelor Arabe Unite și Bahrainului. Picturile murale găsite într-un mormânt egiptean arată că și în Egiptul antic au fost construite clădiri similare. 

Turnurile de vânt sunt atât de eficiente încât sunt folosite și astăzi, în construcția clădirilor moderne. Studiile arată că dispozitivele de captare a vântului pot reduce temperatura interioară cu aproximativ 10 grade.„Passive downdraught evaporative cooling wind-towers: A case study using simulation with field-corroborated result”, journals.sagepub.com Iar o analiză asupra turnurilor de vânt din orașul Yazd a constatat că cele mai eficiente modele au scăzut temperatura aerului din interior de la 40 de grade Celsius, la 29,3 grade Celsius. „Analysis on Iranian Wind Catcher and Its Effect on Natural Ventilation as a Solution towards Sustainable Architecture (Case Study: Yazd)”, semanticscholar.org 

Un astfel de turn este atașat unei alte construcții și prezintă una sau mai multe deschideri, plasate în funcție de direcția vântului. Formele cele mai întâlnite au patru laturi, dar există și variante cu opt laturi, atunci când se dorește captarea vântului din cât mai multe direcții. 

Desigur, există și soluții mult mai la îndemână și mai puțin costisitoare ca instalarea unor sisteme de răcire complexe sau construirea unei case eficiente energetic. Primul lucru pe care trebuie să-l faci este să reduci cât mai mult posibil nevoia de a răci aerul din casă folosind o sursă de energie poluantă. Asta poate însemna, de exemplu, să izolezi bine acoperișul și pereții clădirii în care locuiești. Renunțarea la becurile cu incandescență poate ajuta, fiindcă acestea generează multă căldură și poți pierde până la 20-30% din răcirea pe care o produce sistemul tău de ventilație. Rezultate bune oferă și folosirea unor draperii care să rețină lumina soarelui în timpul zilei, dar și geamurile bine etanșate. Dimpotrivă, spre seară, poți deschide ferestrele pe părțile opuse ale casei pentru a crea brize încrucișate. 

Schimbă și filtrele de aer în mod regulat – vei îmbunătăți modul în care funcționează aparatul de aer condiționat. În fine, nu folosi cuptorul pe caniculă, pentru că, inevitabil, temperatura ambientală va crește cu câteva grade. În schimb, ai liber la oricâte pahare de limonadă îți dorești. Efectul răcoritor este imediat și sustenabil.