צבעים לבנים במיוחד לשם קירור בניינים

צוות מחקר מאוניברסיטת UCLA הדגים כיצד ניתן להכין צבע לבן במיוחד המחזיר כ-98% מהחום המגיע מהשמש 

[תרגום מאת ד"ר נחמני משה]

צבע מקרר. איור: באדיבות החוקרים, UCLA
צבע מקרר. איור: באדיבות החוקרים, UCLA

ממצאי המחקר מדגימים אמצעים מעשיים לתכנון צבעים כך שיוכלו לשמש בגגות בנינים ובחלקים נוספים שלהם, על מנת להפחית משמעותית את עלויות הקירור. הממצאים, שפורסמו זה מכבר בכתב העת המדעי Joule, מהווים צעד חשוב ומעשי לעבר שמירתם של בנינים קרירים יותר על ידי קירור קרינתי סביל במהלך שעות היום – תהליך ספונטני שבמהלכו משטחים מחזירים את קרני השמש ופולטים חום לתוך חללים, תוך כדי קירור המתחם אל מתחת לטמפרטורת הסביבה. תהליך זה מסוגל להפחית את הטמפרטורות הפנימיות בבניינים ולסייע בהפחתת השימוש במיזוג אוויר וכתוצאה מכך לצמצם את הפליטה של גז החממה פחמן דו-חמצני.

"אם לובשים חולצת טי-שירט לבנה ביום חם, מרגישים מעט קריר יותר מאשר אם לובשים חולצה בצבע כהה יותר – זאת לאור העובדה כי חולצה לבנה מחזירה יותר קרני שמש; ברעיון זה יכולים להשתמש גם עבור קירור בנינים, מסביר הפרופסור למדעי החומרים Aaswath Raman. "גג בניין הצבוע בצבע לבן יהיה קר יותר מאשר גג הצבוע בגוון כהה יותר. אולם צבעים אלה פועלים בדרך נוספת: הם דוחים את החום בתחום הקרינה התת-אדומה, גלים שאינם נראים על ידי בני אדם.

הצבעים הלבנים היעילים ביותר הקיימים כיום בדרך כלל מחזירים שיעור של 85% מקרינת השמש. שאר הקרינה נבלעת על ידי הרכיבים הכימיים של הצבע. החוקרים הראו כי שינוי קטן ברכיבי הצבע יכול להציע שיפור משמעותי, עד כדי החזרה של 98% מקרינת השמש. צבעים לבנים קיימים בעלי החזרה סולרית גבוהה עושים שימוש בתחמוצת טיטאניום. הגם שתרכובת זו היא בעלת רמת החזרה גבוהה עבור רוב האור הנראה והתת-אדום הקרוב, היא גם בולעת קרינה על-סגולה ואור נראה. יכולת בליעת הקרינה העל-סגולה של התרכובת הופכת אותה לשימושית בקרמים להגנה מפני קרינת השמש, אולם היא גם גורמת לחימום עצמים הנמצאים מתחת לשמש – תהליך המשבש את שמירת הבניין קריר ככל האפשר.

החוקרים בחנו את האפשרות להחלפת תחמוצת הטיטאניום בחומרים זולים וזמינים יותר כגון בריט (Barite, מינרל לבן שנוסחתו BaSO4 המהווה המקור העיקרי לבריום), המשמש בתחום הציור, והחומר טפלון. חומרים אלו מסייעים לצבעים להחזיר קרינה על-סגולה. צוות המחקר ביצע שינויים נוספים בהרכב הצבע, לרבות הפחתת הריכוז של הפולימרים הנמצאים בתוכו, חומרים הבולעים חום.

"התועלות האפשריות הגלומות בצבעים אלו מבחינת הקירור יכולות להיות מעשיות מאוד בעתיד הקרוב מאחר והשינויים שאנו מציעים לעשות הם במסגרת היכולות הקיימות כבר עכשיו בתעשיות הצבע והציפויים, מסביר החוקר הראשי. מעבר להתקדמות המדעית במחקר זה, החוקרים מציעים יישומים ארוכי טווח למחקר עתידי, לרבות מיפוי התחומים שבהם צבעים מהסוג הזה יכולים לעשות שינוי, חקר ההשפעות של זיהום על טכנולוגיות קירור קרינתי, וברמה העולמית, בחינת השאלה אם צבעים כאלו יוכלו לסייע לכדור הארץ עצמו להחזיר את החום המגיע מהשמש. החוקרים מציינים כי רשויות וממשלים רבים, לרבות מדינת קליפורניה והעיר ניו-יורק, כבר התחילו לעודד שימוש בטכנולוגיות לקירור גגות בבניינים חדשים. "אנו מקווים שהמחקר שלנו ידרבן פיתוח של יוזמות עתידיות בתחום של ציפויים על-לבנים לא רק לשימור אנרגיה בבניינים, אלא גם בהפחתת כמות החום הנוצרת על ידי הפעילות של ערים, ואפילו, אם ייעשה שימוש מסיבי ביישום זה, השפעה על השינוי האקלימי העולמי", מוסיף ואומר החוקר הראשי. "שימוש כזה יחייב שיתוף פעולה בקרב מומחים בתחומים מגוונים כגון, אופטיקה, מדעי החומרים ומטאורולוגיה, תוך ממשק עם מומחים ממגזרי התעשייה והפוליטיקה".

הידיעה על המחקר

תקציר המאמר

עוד בנושא באתר הידען:

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

5 תגובות

  1. לא רלוונטי לישראל
    הארץ שלנו היא ארץ משופעת באבק (מדברי) באויר והאבק הזה שוקע על כל המשטחים כולל הגגות .
    ונותן למשטח שמתחתיו את תכונות ספיגת האור שלו. וזה קורה במהירות גבוהה מאד יחסית,(שבועות מספר) ולכן כדי לשמור על התכונות המסופרות בכתבה, הגג צריך תחזוקה תמידית. וזה הרבה יותר יקר,
    מאשר עלות תוספת האנרגיה החשמלית…

  2. קונאן, ואז החום עדיין ישאר בכדור הארץ בצורה של חשמל ומוצרי חשמל גם מתחממים, זה תרמודינמיקה החום לא הולך לשום מקום. צריך להעיף את החום בחזרה לחלל או למנוע ממנו כניסה לכדור הארץ מלכתחילה בעזרת יצירת עננים מלאכותיים מגופרית דו-חמצנית כמו הרי געש או ריסוס מי מלח לאטמוספירה

  3. למה יש צורך לצבוע בצבע לבן? הרי במקום להחזיר 98% מהקרינה ובכך בעצם לבזבז את אנרגיית השמש שניתנת בחינם (בייחוד במדינות עם הרבה ימי שמש בשנה כמו בישראל) – עדיף לכסות את הגג בפאנלים סולאריים שגם הם מונעים את חימום הבניין אבל לפחות מייצרים חשמל ירוק!

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן