Più fa caldo, più persone accendono l'aria condizionata (AC). Infatti, L'aria condizionata è in forte espansione nelle nazioni di tutto il mondo:si prevede che circa i due terzi delle famiglie del mondo potrebbero avere un condizionatore d'aria entro il 2050, e la domanda di energia per raffreddare gli edifici triplicherà.

Ma a meno che l'energia non provenga da fonti rinnovabili, tutta quella domanda aggiuntiva genererà più emissioni di gas serra, che contribuiscono al riscaldamento globale e, naturalmente, alle estati più calde. È un circolo vizioso, ma gli edifici possono essere progettati per tenere fuori il calore, senza contribuire al cambiamento climatico.

1. Finestre e ombreggiatura

Aprire le finestre è un modo comune in cui le persone cercano di raffreddare gli edifici, ma l'aria all'interno sarà calda come all'esterno. Infatti, il modo più semplice per tenere fuori il calore è con un buon isolamento e finestre ben posizionate. Poiché il sole è alto in estate, le ombreggiature orizzontali esterne come sbalzi e lamelle sono davvero efficaci.

Le finestre rivolte a est e ovest sono più difficili da ombreggiare. Persiane e tende non sono eccezionali in quanto bloccano la vista e la luce del giorno, e se sono posizionati all'interno della finestra, il calore entra effettivamente nell'edificio. Per questa ragione, sono preferibili le persiane esterne, come quelle che si vedono spesso sui vecchi edifici in Francia e in Italia.

2. Vernici e smalti

Ora è comune per i tetti essere verniciati con pigmenti speciali progettati per riflettere la radiazione solare, non solo nella gamma visibile della luce, ma anche lo spettro infrarosso. Questi possono ridurre le temperature superficiali di oltre 10°C, rispetto alla vernice convenzionale. Anche i vetri solari ad alte prestazioni sulle finestre aiutano, con rivestimenti "spettralmente selettivi", il che significa che mantengono il calore del sole all'esterno ma lasciano entrare la luce del giorno.

Ci sono anche vetri fotocromatici, che cambia trasparenza a seconda dell'intensità della luce (come alcuni occhiali da sole) e dei vetri termocromici, che diventa più scuro quando fa caldo, che può anche aiutare. Anche le vernici termocromiche, che assorbono luce e calore quando fa freddo, e rifletti quando fa caldo, sono in via di sviluppo.

3. Materiali da costruzione

Edifici fatti di pietra, mattoni o cemento, o incastonato nel terreno, può sentirsi più fresco grazie all'elevata "massa termica" di questi materiali, ovvero, la loro capacità di assorbire e rilasciare il calore lentamente, uniformando così le temperature nel tempo, rendendo il giorno più fresco e la notte più calda. Se hai mai visitato una chiesa di pietra nel bel mezzo dell'estate italiana, probabilmente avrai sentito questo effetto rinfrescante in azione.

Sfortunatamente, gli edifici moderni hanno spesso poca massa termica, oppure i materiali con elevata massa termica sono rivestiti con cartongesso e moquette. Il legno è sempre più utilizzato anche in edilizia, e mentre la realizzazione di edifici in legno ha generalmente un impatto ambientale inferiore, la sua massa termica è orrenda.

4. Materiali ibridi e a cambiamento di fase

Mentre il calcestruzzo ha una massa termica elevata, è estremamente energivoro da produrre:dall'8% al 10% delle emissioni mondiali di anidride carbonica (CO₂) provengono dal cemento. Alternative come sistemi ibridi, composto da legno insieme a cemento, sono sempre più utilizzati in edilizia, e può contribuire a ridurre gli impatti ambientali, fornendo anche la massa termica desiderata.

Un altro, la soluzione più interessante sono i materiali a cambiamento di fase (PCM). Questi straordinari materiali sono in grado di immagazzinare o rilasciare energia sotto forma di calore latente, come il materiale cambia fase. Quindi quando fa freddo, la sostanza si trasforma in fase solida (congela), e rilascia calore. Quando diventa di nuovo liquido, il materiale assorbe calore, fornendo un effetto rinfrescante.

I PCM possono avere una massa termica ancora maggiore rispetto alle pietre o al cemento:la ricerca ha scoperto che questi materiali possono ridurre le temperature interne fino a 5°C. Se aggiunto ad un edificio con AC, possono ridurre del 30% il consumo di elettricità da raffreddamento.

I PCM sono stati salutati come una tecnologia molto promettente dai ricercatori, e sono disponibili in commercio, spesso in pannelli per controsoffitti e pareti. ahimè, la produzione di PCM è ancora ad alta intensità energetica. Ma alcuni PCM possono causare un quarto delle emissioni di CO₂ di altri, quindi la scelta del prodotto corretto è fondamentale. E i processi di produzione dovrebbero diventare più efficienti nel tempo, rendendo i PCM sempre più utili.

5. Evaporazione dell'acqua

L'acqua assorbe calore ed evapora, e mentre si alza, spinge l'aria più fredda verso il basso. Questo semplice fenomeno ha portato allo sviluppo di sistemi di raffreddamento, che sfruttano l'acqua e la ventilazione naturale per ridurre la temperatura interna. Le tecniche utilizzate per far evaporare l'acqua includono l'uso di spruzzatori, ugelli atomizzatori (per creare una nebbia), tamponi bagnati o materiali porosi, come evaporatori in ceramica riempiti d'acqua.

L'acqua può essere evaporata in torri, paravento o pareti a doppia pelle, qualsiasi caratteristica che crei un canale in cui l'aria calda e il vapore acqueo possono salire, mentre l'aria fresca scende. Tali sistemi possono essere davvero efficaci, purché il clima sia relativamente secco e il sistema sia controllato con attenzione:in diversi edifici sono state riportate temperature da 14°C a 16°C.

Ma prima che diventiamo troppo entusiasti di tutte queste nuove tecnologie, torniamo alle origini. Un modo semplice per garantire che l'aria condizionata non contribuisca al riscaldamento globale è alimentarlo con fonti rinnovabili, quando fa caldo, l'energia solare sembra la scelta più ovvia, ma ci vogliono soldi e spazio. Resta il fatto, gli edifici non possono più essere progettati senza considerare come rispondono al calore:grattacieli di vetro, Per esempio, dovrebbe diventare obsoleto. Anziché, tetti e pareti ben isolati sono fondamentali quando fa molto caldo.

Tutto ciò che utilizza l'elettricità negli edifici dovrebbe essere il più efficiente possibile dal punto di vista energetico. Illuminazione, computer, lavastoviglie e televisori utilizzano tutti l'elettricità, e producono inevitabilmente un po' di calore:questi dovrebbero essere spenti quando non sono in uso. Quel modo, possiamo stare tutti il ​​più calmi possibile, per tutta l'estate.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.