Nuovi materiali da costruzione a risparmio energetico probabilmente sostituiranno i condizionatori d’aria
La rivista "Technical Review" del Massachusetts Institute of Technology ha recentemente riferito che presto negli Stati Uniti sarà disponibile un materiale da costruzione in grado di assorbire calore durante il giorno e rilasciarlo durante la notte, riducendo così l'uso dell'aria condizionata.
Secondo l'introduzione, il cartongesso è attualmente utilizzato sulle pareti della maggior parte degli edifici. La National Gypsum nella Carolina del Nord sta testando un nuovo tipo di pannello di cartongesso che contiene una capsula in grado di raffreddare passivamente gli edifici assorbendo il calore. Queste sostanze in capsule sono prodotte dal colosso chimico tedesco BASF (BASF) e possono essere aggiunte a molti prodotti da costruzione. In Europa, questo nuovo tipo di materiale per capsule è stato utilizzato in alcuni prodotti da costruzione.
Questo tipo di materiale della capsula contiene materiale a cambiamento di fase, ovvero il materiale che cambia forma con il cambiamento di temperatura e può fornire calore latente. Ciò rende il principio del raffreddamento della casa uguale al principio del raffreddamento della bevanda assorbendo calore quando i cubetti di ghiaccio si sciolgono. . Ogni capsula polimerica contiene cera di paraffina che si scioglie a temperatura ambiente, in modo da poter mantenere la temperatura ambiente sostanzialmente costante durante il giorno. La cera di paraffina funziona meglio in condizioni climatiche fresche durante la notte. Quando la temperatura diminuisce durante la notte, la capsula può indurirsi nuovamente per rilasciare il calore immagazzinato durante il giorno.
Peter Schossig è un ingegnere presso l'Istituto Fraunhofer di Monaco, in Germania. Il suo gruppo di ricerca ha sviluppato questa capsula in collaborazione con BASF. Secondo lui, in alcuni paesi dell'Europa meridionale, questo materiale può assorbire abbastanza calore durante il giorno da risparmiare fino al 20% sulla domanda di elettricità per l'aria condizionata. Nel Nord Europa, dove la temperatura notturna è più fresca, gli edifici che utilizzano questo materiale potrebbero non aver bisogno dell’aria condizionata.
Questo nuovo risultato aiuta a promuovere la tendenza ecologica nel settore edile verso l’utilizzo di materiali da costruzione ecologici in grado di mantenere una temperatura interna confortevole senza utilizzare elettricità. Secondo i dati provenienti dagli Usa Energy Information Administration, negli Stati Uniti gli edifici consumano circa il 70% della produzione elettrica del paese, di cui l’8% viene utilizzata per il condizionamento dell’aria nelle case e negli uffici. Attualmente, negli Stati Uniti sono ampiamente utilizzati materiali da costruzione leggeri, come telai in legno e pannelli di gesso. Possono completare rapidamente l'edificio, ma questi materiali non assorbono molto calore, quindi la temperatura ambiente oscilla notevolmente durante il giorno.
Leon Glicksman, professore di tecnologia delle costruzioni e ingegneria meccanica al MIT, ha affermato che i materiali a cambiamento di fase forniscono un modo per aggiungere accumulo di calore ai materiali da costruzione leggeri. A partire dagli anni ’50, diverse aziende hanno tentato di sviluppare sistemi di raffreddamento passivo in grado di sfruttare le caratteristiche dei materiali a cambiamento di fase, ma hanno ottenuto risultati limitati perché è difficile aggiungere nuovi materiali a quelli da costruzione esistenti.
BASF ottiene microcapsule mescolando rapidamente la cera fusa con acqua calda. Poiché la cera e l'acqua si respingono a vicenda, la cera formerà molte minuscole goccioline di cera nell'acqua. Quando i ricercatori hanno aggiunto precursori acrilici alla miscela cera-acqua, la forza repulsiva tra la cera e l’acqua ha fatto sì che i precursori acrilici ricoprissero la superficie delle goccioline di cera. La miscela umida risultante può essere aggiunta alla polvere utilizzata per realizzare il cartongesso, oppure può essere aggiunta ad altri materiali da costruzione come cemento e intonaco dopo l'essiccazione.
Anche DuPont, un altro colosso chimico, sta producendo materiali a cambiamento di fase in capsule e li ha aggiunti alle piastre termoassorbenti in vendita in Europa. La strategia di BASF è leggermente diversa da quella di DuPont: vendono le capsule ad altre società per aggiungerle ai materiali da costruzione, inclusi soffitti, blocchi di cemento cellulare e pannelli di gesso. Uno studio condotto da BASF stima che, prendendo come esempio i prezzi dell’elettricità e le condizioni climatiche in Germania, se si aggiungessero 360 grammi di materiale a cambiamento di fase (circa 4.883 dollari USA) al gesso utilizzato in una casa residenziale, si potrebbe risparmiare sulla bolletta elettrica. entro 5 anni. coprire il costo
