×
بین الملل
شناسه خبر : 333658
تاریخ انتشار : سه‌شنبه 1405/05/06 ساعت 01:04
کاشی سیمانی جایگزین کولر برای کاهش دمای ساختمان

کاشی سیمانی جایگزین کولر برای کاهش دمای ساختمان

پژوهشگران دانشگاه پنسیلوانیا با الهام از سازوکار خنک‌سازی طبیعی پوست فیل، کاشی سیمانی نوآورانه‌ای طراحی کرده‌اند که بدون نیاز به برق یا سوخت فسیلی، دمای ساختمان‌ها را کاهش می‌دهد و راهکاری پایدار برای مقابله با گرمای شدید و کاهش مصرف انرژی ارائه می‌کند.

نورنیوز-گروه بین الملل: پژوهشگران دانشگاه پنسیلوانیا با الهام از سازوکار خنک‌سازی طبیعی پوست فیل‌ها، نوعی کاشی سیمانی ابداع کرده‌اند که می‌تواند دمای ساختمان‌ها را بدون مصرف هیچ گونه برق یا سوخت فسیلی کاهش دهد. این فناوری که در مجله معتبر مواد پیشرفته/ Advanced Materials منتشر شده، راهکاری نوین برای مقابله با موج‌های گرمای کشنده در شهرها ارائه می‌دهد.

در روزهای گرم تابستان، بدن انسان با تعریق خنک می‌شود؛ قطرات عرق روی پوست تبخیر می‌شوند و گرما را از بدن می‌گیرند؛ اما فیل‌های آفریقایی که در گرمای سوزان ساوانا زندگی می‌کنند، غدد عرق ندارند. راز خنک‌ماندن آن‌ها در پوست چروک‌خورده و ترک‌دارشان نهفته است. این ترک‌ها مانند شبکه‌ای از کانال‌های باریک عمل می‌کنند که آب را در خود نگه می‌دارند و با تبخیر تدریجی آن، پوست فیل را برای ساعات طولانی خنک نگه می‌دارند.

دوریت آویو (Dorit Aviv)، دانشیار دانشکده معماری دانشگاه پنسیلوانیا، می‌گوید: ساختمان‌ها مانند انسان عرق نمی‌کنند، اما می‌توانیم با الهام از طبیعت، پوستی مصنوعی برای آن‌ها طراحی کنیم که آب را جذب، نگهداری و به‌آرامی تبخیر کند.

کاشی‌هایی که جای کولر را می‌گیرند

این گروه پژوهشی با ترکیب سیمان معمولی (نوعی سیمان پرتلند) و ماده‌ای متخلخل به نام خاک دیاتومه (Diatomaceous Earth) که از بقایای فسیل‌شده جلبک‌ها ساخته می‌شود، کاشی‌های نازکی قالب‌زنی کردند. سپس با خشک‌کردن کنترل‌شده این کاشی‌ها، شبکه‌ای از ترک‌های منظم و پیش‌بینی‌پذیر روی سطح آن‌ها ایجاد شد که درست مانند الگوی تَرَک‌های پوست فیل بود.

شو یانگ (Shu Yang)، دانشمند علم مواد در دانشگاه پنسیلوانیا، توضیح می‌دهد: در ساخت‌وساز معمولی، تََرَک‌ها نشانه ضعف و شروع تخریب مواد هستند. اما ما با مهندسی دقیق نحوه شکل‌گیری تَرَک‌ها، شبکه‌ای از کانال‌های مویرگی ایجاد کردیم که آب را در سطح پخش و نگهداری می‌کنند.

ترکیب دو ویژگی کلیدی

کو-هاو یو (Kun-Hao Yu) از دانشگاه سیراکیوس که این آزمایش‌ها را به‌عنوان پژوهشگر پسادکتری انجام داده، می‌گوید: ذخیره آب و انتقال آب، دو مشکل متفاوت هستند. منافذ میکروسکوپی داخل ماده مانند مخزن‌های کوچکی عمل می‌کنند که هر قطره آب را به سرعت جذب می‌کنند، در حالی که شبکه ترک‌ها مانند سامانه‌ای از کانال‌ها، آب را در سطح پخش می‌کند. ترکیب این دو ویژگی باعث می‌شود کاشی آب را نگه دارد و به جای ریختن روی زمین، آن را برای تبخیر حفظ کند.

هنگامی که آب به سطح کاشی می‌رسد، در کسری از میلی‌ثانیه جذب می‌شود و به شبکه ترک‌ها هدایت می‌گردد. طراحی هندسی شش‌ضلعی این ترک‌ها باعث می‌شود آب به‌جای سرازیر شدن مستقیم، به صورت زیگ‌زاگ در سطح حرکت کند و تماس طولانی‌تری با سطح داشته باشد که این امر تبخیر و خنک‌سازی را تا ۲۰ ساعت ادامه می‌دهد.

نتایج چشمگیر در آزمایش‌ها

پژوهشگران کاشی‌های ساخته‌شده را در معرض گرمای مادون‌قرمز (نوعی تابش گرمایی) و آبیاری دوره‌ای قرار دادند و دمای زیر کاشی‌ها را اندازه‌گیری کردند: پژوهشگران کاشی‌های ساخته‌شده را در معرض گرمای مادون‌قرمز (نوعی تابش گرمایی) و آبیاری دوره‌ای قرار دادند و دمای زیر کاشی‌ها را اندازه‌گیری کردند. نتایج نشان داد که دمای زیر کاشی‌های جدید به‌طور پایدار در ۳۲ درجه سانتی‌گراد باقی ماند، در حالی که این دما برای گچ‌های ترک‌خوردهٔ معمولی به ۴۲ درجه و برای گچ‌های بدون ترک به ۵۲ درجه سانتی‌گراد رسید.

شو یانگ می‌گوید: در آمریکا، حدود ۹۰ درصد زمان خود را در فضای بسته می‌گذرانیم و ساختمان‌ها حدود ۴۰ درصد از انرژی اولیه را مصرف می‌کنند که نزدیک به نیمی از آن برای گرمایش، سرمایش و تهویه است. نمای خنک‌کننده الهام‌گرفته‌شده از طبیعت مانند این کاشی‌ها می‌تواند دمای سطح را ۶ تا ۱۱ درجه سانتی‌گراد نسبت به گچ‌های معمولی کاهش دهد.

مزیت بزرگ؛ خنک‌سازی بدون سوخت فسیلی

برخلاف کولرهای مکانیکی که با مصرف برق و سوخت‌های فسیلی کار می‌کنند و گرمای داخل ساختمان را به بیرون منتقل می‌کنند (که خود باعث گرم‌تر شدن فضای شهری می‌شود)، این سامانه کاملاً غیرفعال است و فقط با تبخیر آب، پوسته ساختمان را خنک می‌کند؛ بدون اینکه انرژی مصرف یا گازهای گلخانه‌ای تولید کند.

چشم‌انداز آینده؛ خنک‌سازی هوشمند با کمترین مصرف آب

پژوهشگران معتقدند این فناوری می‌تواند در مقیاس بزرگ و با هزینه کم تولید شود. آن‌ها نشان داده‌اند که مخلوط سیمان و خاک دیاتومه را می‌توان با استفاده از دستگاه‌های پاشنده روی صفحه‌های بزرگ اجرا کرد که راه را برای تولید انبوه و کاربرد در ساختمان‌های واقعی هموار می‌کند.

دوریت آویو تأکید می‌کند: گرمای شدید در حال حاضر کُشنده‌ترین مخاطره مرتبط با اقلیم است و ما دهه‌هاست که با کولر و عایق‌ها سعی کرده‌ایم ساختمان‌ها را از گرمای بیرون جدا کنیم. اما اگر مصالحی طراحی کنیم که خودشان بتوانند با استفاده از آب و تبخیر، گرمای سطح را کاهش دهند، دیگر نیازی به جنگ با طبیعت نیست؛ می‌توانیم شهرهایی بسازیم که خودشان با گرما کنار می‌آیند.

گام بعدی این پژوهشگران، طراحی سامانه‌های هوشمندی است که بر اساس پیش‌بینی آب‌وهوا، زمان و میزان آبیاری کاشی‌ها را به‌طور خودکار تنظیم کنند تا حداکثر خنک‌سازی با حداقل مصرف آب به‌دست آید. به گفته کو-هاو یو: اکنون که فهمیدیم آب چگونه در این کاشی‌های الگودار حرکت می‌کند، می‌توانیم آب را به‌عنوان منبعی مدیریت کنیم که دقیقاً به اندازه نیاز و در زمان مناسب استفاده شود؛ نه اینکه فقط آب بیشتری بپاشیم.


نظرات

آخرین اخبار
ایران 3 - چین 1؛ صدرنشینی ایران در والیبال آسیا ؛ فینال برابر سامورایی ها
استقلال راهی بصره می‌شود؛ زمان دیدار با السد در لیگ نخبگان آسیا مشخص شد
قیمت دینار عراق امروز 18 شهریور؛ اختلاف نرخ خرید با کارت و پول نقد
سریال پایتخت را با کیفیت فراتر ببینید
قیمت طلای جهانی امروز چهارشنبه 18 شهریور 1405؛ نفت 100 دلاری مانع صعود طلا
قیمت دلار توافقی امروز چهارشنبه 18 شهریور 1405؛ قیمت به 162 هزار تومان رسید
نسخه جدید برای جهش تجارت ایران و عراق؛ کرمانشاه در کانون توجه
آخرین قیمت خودروهای ایران خودرو امروز چهارشنبه 18 شهریور 1405؛ رونمایی از گرانترین محصول
طرح E1 دوباره خبرساز شد؛ هشدار درباره تغییر نقشه کرانه باختری
مستندساز آمریکایی: ایلان ماسک تهدیدی جدی برای دموکراسی‌های جهان است
آخرین قیمت خودروهای سایپا امروز چهارشنبه 18 شهریور 1405؛ اختلاف عجیب قیمت کارخانه و بازار
قیمت خودرو امروز چهارشنبه 18 شهریور 1405؛ کدام خودرو 800 میلیون تومان گران شد؟
هشدار توانیر؛ قطع یارانه برق ماینرهای غیرمجاز برای یک سال
آمار جدید مرزبانی از کشفیات 6 ماهه؛ 1200 قبضه سلاح توقیف شد
12 کشور غربی علیه شهرک‌سازی اسرائیل موضع گرفتند
از پرونده محمدباقر خرازی چه می‌دانیم؟
جنایت هولناک خانوادگی در فارس؛ اختلاف مرگبار چهار برادر بر سر ارثیه
بیانیه سپاه شهداء در پی شهادت ماموستا محمدنزهتی در حادثه ترور گروهک‌های تجزیه طلب
فروش جدید ایران‌خودرو شهریور 1405 آغاز شد؛ ثبت‌نام 8 خودرو بدون حساب وکالتی+ نحوه ثبت نام
مدال طلای سمیه رحیمی در سری جهانی پاراتیروکمان
افزایش مبلغ کالابرگ در انتظار تصویب هیات دولت
آمریکا امنیت‌فروشی کرد؛ غرب آسیا حالا خریدار ندارد
پایان سرشماری سنتی در ایران؛ جزئیات روش جدید ثبت اطلاعات جمعیتی
یمن زیر آتش هواپیماهای عربستان؛ 32 حمله هوایی به چند استان
نتیجه درگیری های شب گذشته؛ هرمز خلوت‌تر، نفت گران‌تر، رسیدن هزینه محاصره به آمریکا
درخواست دبیرکل سازمان ملل برای خروج نیروهای اسرائیل از خاک لبنان
محور کندوان بازگشایی شد
بورس سبزپوش شد
قیمت گوشت قرمز امروز 18 شهریور 1405 + جدول قیمتها
پژوهشگر ایرانی نوعی مقاوم‌سازی مدل‌های هوش مصنوعی در برابر حملات خصمانه را ارائه کرد
2 میلیون گردشگر خارجی طی پنج ماه گذشته وارد کشور شدند
آمار جدید پنتاگون از تلفات نظامیان آمریکا در درگیری با ایران
چرا رتبه دانشگاه‌های ایران کاهش یافت؟ پاسخ معاون پژوهشی وزیر علوم
وال‌استریت ژورنال: نگرانی آمریکا از توان تسلیحاتی ایران پس از حملات به کشتی‌های آمریکایی
اختلال اینترنت کشور برطرف شد
قیمت طلا امروز چهارشنبه 18 شهریور 1405؛ افزایش 197 هزار تومان طلای 18 عیار
برق این مناطق ایلام امروز چهارشنبه 18 شهریور قطع می‌شود؛ جزئیات زمان‌بندی خاموشی
روبیو نفتکش‌های ایران را تهدید به حمله کرد؛ تنش دریایی تهران و واشنگتن بالا گرفت
تأکید پوتین بر همکاری با کره شمالی برای ایجاد نظم جهانی چندقطبی
برنامه قطعی برق چهارمحال و بختیاری امروز چهارشنبه 18 شهریور ؛ ساعت خاموشی بروجن و فارسان
جدول زمانبندی قطعی برق شهرهای استان کرمانشاه امروز چهارشنبه 18 شهریور
تنش آبی در 176 روستای کهگیلویه و بویراحمد؛ وضعیت پایدار چه زمانی محقق می‌شود؟
اسرائیل به حالت آماده‌باش رفت؛ نگرانی از حملات موشکی و پهپادی
طلایی المپیک از فینال بازماند؛ آرین سلیمی به برنز گرندپری موجو رسید
برنامه مسابقات ورزشی امروز 18 شهریور؛ ساعت پخش زنده والیبال ایران و لیگ قهرمانان اروپا
افزایش قیمت دارو در سامانه‌های بیمه سلامت اعمال شد
سی‌ان‌ان: عربستان در تلاش است تا کشورهای دیگر را علیه یمن وارد جنگ کند
نقش‌آفرینی تهران در نظم نوین منطقه‌ای
اقتصاد نگار | زنگ گرانی در بازار نوشت افزار به صدا درآمده است
هشدار سیلاب در گیلان، مازندران و تهران؛ بارش فردا پنجشنبه به مشهد می‌رسد