Предлагаем к вашему рассмотрению современные и древние архитектурные решения: умные окна, зеленые насаждения и особые постройки.
Окна, которые можно затемнить одним нажатием кнопки, уже снижают потребность в кондиционерах. Мировой спрос на энергию продолжает расти по мере роста городов, развития технологий и развития промышленности. Здания составляют около 30%-40% от общего объема — даже больше, чем промышленность или транспорт. Это в основном происходит из-за систем отопления, охлаждения и вентиляции, причем кондиционирование воздуха является особенно энергоемким.
Окна являются значительной частью проблемы. Они позволяют теплу выходить зимой и проникать летом, заставляя температурные системы потреблять больше энергии и увеличивать выбросы. Задача состоит в том, чтобы контролировать этот перенос тепла, не жертвуя прозрачностью окон и количеством дневного света, которое они пропускают, что имеет важное значение для благополучия и производительности людей .
Большинство современных версий умных окон на рынке — это то, что известно как электрохромные (EC), то есть они работают, подавая электричество при нажатии кнопки на слои частиц или кристаллов внутри стекла. Это вызывает обратимую молекулярную трансформацию, которая делает окно либо непрозрачным, либо темным, в зависимости от продукта. Это блокирует большую часть инфракрасного света, который делает комнаты некомфортно теплыми. Это резко снижает потребность в кондиционировании воздуха в жарких странах, сохраняя около 60%-70% тепла снаружи при пиковых температурах. Они также могут сократить потери тепла из комнат примерно на 40% в холодную погоду.
В течение нескольких лет эти окна продавались довольно хорошо как для коммерческой, так и для жилой недвижимости. Общий объем мирового рынка в 2023 году оценивается в 6,6 млрд долларов США (5,2 млрд фунтов стерлингов). Однако у них есть несколько важных ограничений. Хотя окна не потребляют много энергии, они работают только с источником питания. Это может быть сложно в удаленных местах или местах с ненадежным электричеством. И в той мере, в которой возобновляемые варианты из сети недоступны, пользователям необходимо установить альтернативу, например солнечные батареи, чтобы сделать эти окна углеродно-нейтральными.
Во многих вариантах — хотя есть и исключения — вы можете переключаться только между полным ограничением и полной прозрачностью. Это означает, что вы теряете преимущества от наличия окон в жаркую погоду, и комнаты, вероятно, будут нуждаться в искусственном освещении. И как уже упоминалось ранее, окна EC отлично справляются с защитой от жары в жарких странах, но они немного более ограничены в более холодном климате.
Умные окна. Live Science
Одна из альтернатив, которая, по крайней мере, исключает необходимость в электричестве, известна как фотохромная. Они используют слой либо крошечных кристаллов галогенида серебра, либо соединений, известных как нафтопираны, оба из которых реагируют на повышение уровня ультрафиолетового (УФ) света, заставляя стекло тонироваться в более ярких условиях. Это точно такой же материал, который используется в светочувствительных солнцезащитных очках.
По сравнению с окнами EC, они имеют дополнительное преимущество, создавая барьер для ультрафиолетового света. Ультрафиолетовый свет не только канцерогенен, но и повреждает все: от мебели и картин до покрытий EC.
Однако фотохромные окна очень дороги, по крайней мере, если они используют серебро. Они очень чувствительны к погоде, что может снизить их надежность в облачную или дождливую погоду. Они также не так хорошо блокируют инфракрасный свет и не имеют ручного управления, поэтому они больше полезны для обеспечения конфиденциальности, чем для регулирования температуры в помещении.
Многие утверждают, что более перспективным видом умного окна в будущем является третий, известный как термохромный, то есть они используют покрытие из частиц, которые реагируют на температуру вместо света. Опять же, это означает, что нет необходимости в электричестве.
Они намного дешевле фотохромных окон, по-прежнему блокируют ультрафиолетовый свет и потенциально могут сравниться с окнами EC по блокировке инфракрасного излучения. Они также могут постепенно темнеть по мере повышения наружной температуры, что означает, что у вас могут быть более прозрачные окна, чем продукты с функцией on/off EC.
Но хотя термохромное стекло уже существует, его пока нельзя использовать для окон. Это связано с тем, что слои диоксида ванадия в современных версиях полностью отражают инфракрасное излучение только при температуре около 67°C, что намного выше, чем даже самая высокая температура в мире.
Многие исследователи по всему миру ищут способы улучшения термохромного стекла. Это включает в себя наш проект в Институте окружающей среды и устойчивого развития Университета Эксетера, который частично участвует в тестировании других покрытий, чтобы попытаться найти то, которое эффективно снижает инфракрасное излучение при более реалистичных внешних температурах.
Уникально, что мы также рассматриваем возможность объединения этого с несколькими другими типами возможностей, которые в настоящее время могут существовать в других разновидностях термохромного стекла, помимо тех, которые могут отражать инфракрасный свет. Они включают в себя возможность сделать окна более полезными в холодном климате , позволяя им работать как изолятор при низких температурах, чтобы помещения не теряли свое тепло наружу, а также сохранять энергию, чтобы ее можно было использовать для обогрева помещений.
Трудно предсказать точные сроки, но, возможно, через пять или десять лет подобные исследования должны вывести на рынок умные окна, которые будут так же полезны в холодных странах — и как днем, так и ночью. Это ключ к широкому внедрению единого типа окон по всему миру.
Это должно существенно повлиять не только на требования к кондиционерам, но и на потребность в отоплении и радиаторах. Я бы предположил, что установка пяти умных окон в квартире в более холодной стране позволит владельцам сократить количество радиаторов, скажем, с пяти до двух. И помимо зданий, эти технологии можно использовать в самолетах и автомобилях.
В то же время, есть все основания предполагать, что рынок окон EC продолжает расти. Согласно одному прогнозу , он должен увеличиться еще почти на 4 миллиарда долларов США или около 60% к 2028 году. При правильном сочетании успеха исследований и политической поддержки, как в развитых, так и в развивающихся странах, следующее поколение умных окон должно быть в состоянии продвинуться вперед и внести большой вклад в выбросы углерода зданиями через десятилетие или два.
Строители знали, как сохранять прохладу в жарком, сухом климате, тысячи лет назад. Пришло время вернуть эти знания. Современные здания, как правило, воспринимают электричество и кондиционирование воздуха как должное. У них часто стеклянные фасады и окна, которые нельзя открыть. А когда электричество отключается на несколько дней в разгар волны тепла , как это произошло в районе Хьюстона в июле 2024 года после урагана Берил, эти здания могут стать невыносимыми.
Однако на протяжении тысячелетий цивилизации знали, как обеспечить людям убежище в жарком и сухом климате. Исследования показывают, что с ростом глобальной температуры опасно жаркое лето, подобное тем, что были в 2023 и 2024 годах, они будут становиться все более распространенными, а сильные штормы могут привести к большему количеству отключений электроэнергии. Чтобы подготовиться к еще более жаркому будущему, сегодняшние проектировщики могли бы извлечь уроки из прошлого.
Каждая из этих древних культур может похвастаться уроками по поддержанию прохлады в жарком и сухом климате, которым современные дизайнеры могут поучиться сегодня.
Некоторые архитекторы уже используют их для улучшения проектов. Например, здания в северном полушарии можно ориентировать так, чтобы максимально увеличить южную экспозицию. Окна, выходящие на юг, в сочетании с затеняющими устройствами могут помочь уменьшить солнечную радиацию летом, но обеспечить солнечное отопление зимой. Сбор дождевой воды и ее использование для орошения садов и ландшафтов может помочь сократить потребление воды, адаптироваться к более сухим условиям и повысить устойчивость городов.
Модернизация современных городов и их стеклянных башен для лучшего контроля тепла — непростая задача, но существуют методы, которые можно адаптировать к новым проектам для лучшей жизни в более жарком и сухом климате и для меньшей зависимости от постоянного летнего кондиционирования воздуха. Эти древние цивилизации могут научить нас, как это сделать.
Археологи, изучающие руины месопотамских городов, описывают, как в шумерских зданиях использовались толстые стены и маленькие окна, которые могли минимизировать воздействие тепла и поддерживать прохладную температуру в помещениях.
Шумеры строили свои стены и крыши из таких материалов, как саман или глина, которые могли поглощать тепло днем и отдавать его ночью.
Они также строили здания прямо рядом друг с другом, что уменьшало количество стен, подвергавшихся интенсивному солнечному излучению. Небольшие дворики обеспечивали освещение и вентиляцию. Узкие улочки обеспечивали тень в течение всего дня и позволяли пешеходам комфортно передвигаться по городу .
Древние египтяне также использовали материалы, которые могли помочь избавиться от излишнего тепла. Дворцы были сделаны из камня и имели внутренние дворики. Жилые дома были сделаны из глиняного кирпича.
Многие люди также переняли кочевой образ жизни внутри своих зданий, чтобы спастись от жары: они использовали террасы на крышах, где ночью было прохладнее, в качестве спальных помещений.
Для охлаждения зданий египтяне разработали уникальную технологию, называемую mulqaf, которая состоит из высоких отверстий в стенах, обращенных к преобладающим ветрам. Эти отверстия действуют как ковши, чтобы захватывать ветер и направлять его вниз, чтобы помочь охладить здание. Входящий ветер создает циркуляцию воздуха, которая помогает выводить тепло через другие отверстия.
Принцип mulqaf также может быть масштабирован для охлаждения больших помещений. Известный как ветровой ловец, он в настоящее время используется в зданиях на Ближнем Востоке и в Центральной Азии, делая их комфортными без кондиционера, даже в очень жаркие периоды.
Цивилизации на других континентах и в другие времена разрабатывали схожие стратегии для жизни в жарком и сухом климате, а также разрабатывали свои собственные уникальные решения.
Пуэбло, жившие на территории современного Юго-Запада США, использовали небольшие окна, такие материалы, как глиняный кирпич и камень, а также проектировали здания с общими стенами, чтобы свести к минимуму проникновение тепла.
Скальные жилища пуэбло в Меса-Верде обеспечивали защиту от непогоды, а благодаря своей ориентации — и от прямых солнечных лучей летом. Андреас Ф.Борхерт, CC BY-SA
Они также понимали важность солнечной ориентации. Древние пуэблоанцы строили целые общины под навесом скал, обращенных на юг . Такая ориентация обеспечивала их зданиям тень и прохладу летом, но при этом они получали солнечный свет и излучали тепло, чтобы оставаться в тепле зимой.
Их потомки переняли похожую ориентацию и другие стратегии городского планирования, а глинобитные дома по-прежнему распространены на юго-западе США.
Современное управление водными ресурсами также редко рассчитано на сухой климат. Инфраструктура ливневых стоков создается для того, чтобы как можно быстрее отводить стоки от ливней от города. Тем не менее, те же города должны доставлять воду для людей и садов, иногда из далеких источников.
В восьмом веке мусульманские халифаты в засушливых землях северной Африки и юга Испании проектировали свои здания с использованием методов сбора дождевой воды для захвата воды. Сток от осадков собирался по всей крыше и направлялся в цистерны. Наклон крыши и пол двора направляли воду так, чтобы ее можно было использовать для орошения зеленых ландшафтов их дворов.
Ландшафтный дизайн мечети Кордовы (Испания) был спроектирован таким образом, чтобы дождевая вода направлялась туда, где она необходима для орошения. Адриана Зуниг/Live Science
Современная Мендоса, Аргентина, использует этот подход для орошения растений и деревьев, выстилающих великолепные улицы города.
Майя и Теотиуакан: сбор дождевой воды для дальнейшего использования. В масштабах города люди также собирали и хранили ливневую воду, чтобы пережить засушливый сезон.
Древний город Теотиуакан в Шочикалько и многие города майя на территории современной Мексики и Центральной Америки использовали свои пирамиды, площади и акведуки для направления ливневой воды в большие цистерны для будущего использования. Растения часто использовались для очистки воды.
Большие цистерны, подобные этой в Сочикалько, общине Теотиуакан на территории современной Мексики, использовались для сбора и хранения дождевой воды. Адриана Зуниг/Live Science
Сегодня ученые изучают способы хранения дождевой воды хорошего качества в Индии и других странах. Сбор дождевой воды и зеленая инфраструктура в настоящее время признаны эффективными стратегиями повышения устойчивости городов.
Питьевая вода, строительство острова с нуля и создание городского леса: три смелых способа, которыми города уже адаптируются к изменению климата. Изменение климата бросит фундаментальный вызов городским центрам мира. Три города — Сан-Диего, Милан и Джакарта — предлагают уроки того, как адаптироваться к потеплению планеты.
Мраморные фасады Милана и узкие, вымощенные камнем улочки выглядят элегантно и неподвластно времени. Но весь этот камень выделяет тепло и не впитывает дождь, а температуры и наводнения в этом шикарном итальянском городе, по прогнозам, будут только расти в ближайшие десятилетия.
В Джакарте черные паводковые воды уже врываются в дома каждую зиму вдоль многочисленных рек индонезийского города. Эта вода наполнена сточными водами и является рассадником болезней, но многие люди не могут позволить себе переехать. Скоро изменение климата приведет к тому, что большая часть Джакарты — и многих других низкорасположенных городов — окажется ниже уровня моря.
А в засушливом Сан-Диего вода уже рассматривается как драгоценный товар. Поскольку засуха усилится в ближайшие годы, защита этого ресурса станет еще важнее.
Изменение климата, вызванное деятельностью человека, трансформирует погодные условия и смещает экосистемы по всему миру. В некоторых местах изменение климата означает слишком много воды; в других оно вызывает засуху. Необходимы глобальные действия, чтобы ограничить использование ископаемого топлива, замедлить рост температур и предотвратить худшие последствия изменения климата, вызванного деятельностью человека. Но значительное потепление уже произошло.
Городам придется отреагировать, и некоторые из них уже предпринимают смелые шаги. Милан высаживает миллионы деревьев. Индонезия переносит свою столицу. А Сан-Диего перерабатывает сточные воды обратно в городские краны — один из первых крупных городов, сделавших это.
Каждый из этих трех городов предлагает свой план действий по адаптации к климату, который может быть полезен и другим местам по всему миру. И хотя ни один из подходов не станет панацеей, каждый из них предлагает обнадеживающее видение того, как мы можем научиться жить и процветать на теплеющей планете.
Например, в Милане власти работают над посадкой деревьев по всему городу, а не сосредотачиваются только на самых богатых районах. Как и многие города, Милан является «островом тепла»: температура там на 7–14 градусов по Фаренгейту (4–8 градусов по Цельсию) выше, чем в прилегающих сельских районах. Это связано с тем, что здания, дороги и другая инфраструктура поглощают и переизлучают тепло солнца лучше, чем леса и водоемы. И моделирование климата предсказывает, что ситуация будет только ухудшаться, и к 2050 году температура в городе поднимется на 4,1 градуса по Фаренгейту (2,3 градуса по Цельсию).
Чтобы справиться с этой угрозой, город запустил государственно-частное партнерство под названием ForestaMi — или Лес для Милана — которое направлено на посадку 3 миллионов деревьев и кустарников к 2030 году. По состоянию на 2024 год было посажено более 610 000 деревьев и кустарников. Инициатива по посадке деревьев является частью более масштабного климатического плана, который, как надеется Милан, поможет ему удержать локальное потепление ниже 3,6 F (2 C) к 2050 году.
В мире городского планирования посадка деревьев является популярной стратегией смягчения последствий изменения климата. Деревья и другая растительность снижают температуру, предлагая тень, поглощая и рассеивая тепло лучше, чем булыжники и тротуары, и выделяя влагу в воздух. Увеличение крон деревьев над европейскими городами может спасти тысячи жизней, смягчив воздействие городских волн тепла, согласно исследованию 2023 года в журнале The Lancet.
Но посадка деревьев может иметь и другие преимущества. Замена тротуаров почвой может помочь городам впитывать больше дождевой воды и уменьшить наводнения. Это окажется важным в Милане, который, по прогнозам климатического моделирования, столкнется с более обильными дождями в ближайшие десятилетия.
Но посадка деревьев имеет ограничения. В июле 2023 года на Милан обрушился внезапный град, поваливший 5000 деревьев всего за 15 минут. Хотя такие штормы в Милане редки, отметила Гранди, в будущем город столкнется с большим количеством речных наводнений и засух, а это значит, что ему понадобится смесь деревьев, которые могут выдержать такие условия.
Джакарта, мегаполис, примерно в восемь раз больше Милана, сталкивается как с недостатком, так и с избытком воды. Повышение уровня моря уже стало кризисом в низменной Джакарте, болотистом городе, который пересекают 13 рек.
Джакарта была построена в голландскую колониальную эпоху вокруг ряда каналов, которые никогда не сдерживали эти реки. С 1990 года население Джакарты выросло более чем вдвое, что еще больше напрягает инфраструктуру города. Поскольку Джакарта не может обеспечить своих жителей достаточным количеством водопроводной воды, владельцы как многоэтажных кондоминиумов, так и неформальных лачуг роют незаконные скважины для откачки грунтовых вод, сказал Деден Рукмана , профессор и эксперт по городскому планированию Индонезии в Алабамском университете A&M, в интервью Live Science.
Из-за чрезмерной откачки воды город стал одним из самых быстро тонущих районов в мире; некоторые места опускаются на 4 дюйма ( 10 сантиметров) в год. Прибрежные наводнения вынуждают людей покидать свои дома, и при нынешних темпах, по оценкам, к 2050 году 95% прибрежного района города окажется под водой.
И риски не ограничиваются побережьем. Совокупный эффект повышения уровня моря и истощения грунтовых вод приведет к тому, что к 2100 году весь город окажется ниже уровня моря, предсказывает моделирование. Повышение уровня моря также означает, что соленая вода загрязнит пресную воду города.
Чтобы выиграть время, городские планировщики Джакарты уже строят и укрепляют дамбы и эстуарии ближе к берегу. В качестве следующего шага они планируют построить кластер из 17 островов в форме гигантской птицы. Вместе эти острова создадут морскую дамбу высотой 80 футов (24 метра), шириной 25 миль (40 километров) и искусственную лагуну, которая, как надеются планировщики, поможет защитить город от приливных наводнений.
Наводнения стали огромной проблемой в Джакарте, где чрезмерная откачка воды привела к тому, что город стал одним из самых быстро тонущих регионов в мире. Повышение уровня моря из-за изменения климата только ухудшит ситуацию с наводнениями. danikancil/Getty Images
Но исследователи предупреждают, что даже огромная морская дамба не предотвратит наводнение, если чрезмерная откачка продолжит приводить к оседанию вглубь суши. Усилия по перемещению поглощающих воду отраслей и содействию развитию в районах, менее подверженных наводнениям, помогают на этом фронте, сказала Рукмана.
Чтобы оставаться выше уровня моря, главному городу Индонезии придется бороться с незаконными скважинами и создавать альтернативные источники воды, что может занять годы, сказала Рукмана. Город также мог бы работать над пополнением водоносных горизонтов , как это сделал Токио.
Но есть еще один шаг, который может снизить давление на грунтовые воды Джакарты: массовое переселение. В 2019 году Индонезия объявила о планах перенести свою столицу из Джакарты в новый город под названием Нусантара на острове Борнео. Ожидается, что первые государственные служащие переедут туда в сентябре 2024 года.
По словам Рукманы, как и аналогичные переселения в Бразилии и Нигерии, проект направлен на перенос столицы колониальной эпохи в более центральное место в стране.
«Без всякого вмешательства люди все равно переедут в Джакарту», — сказал Рукмана. Нусантара не изменит это сразу, но со временем это может оказать влияние. Когда Нусантара будет построена, цель состоит в том, чтобы 10 000 госслужащих переместили свои рабочие места, сказал он.
Конечно, переезд не всегда идет по плану. В 1999 году Малайзия перенесла офис премьер-министра из Куала-Лумпура в соседнюю Путраджайю, также из-за проблем с водой. За последние два десятилетия ее население увеличилось до 100 000 человек, но это число составляет менее одной пятой от общей численности населения, которую предполагалось. Рукмана сказала, что строительство нового города с нуля — большой риск, но он может окупиться для Индонезии, если это обеспечит новый источник развития для страны.
Пока что Нусантара — это в основном просто расчищенная земля. Но планировщики представляют себе умный город, построенный вокруг общественного транспорта, пешеходных районов и электрификации, с надежными цифровыми инструментами управления — это совсем не похоже на перегруженное движение, загрязнение воздуха и перенаселенность Джакарты.
У Нусантары также есть цели по посадке деревьев, которые, возможно, даже более амбициозны, чем у Милана. Новый город будет расположен на земле, которая ранее использовалась для промышленного сельского хозяйства; он нацелен на восстановление 204 000 акров (83 000 гектаров) тропического леса. При нынешней плотности посадок в городе это будет эквивалентно десяткам миллионов деревьев.
Однако эксперты говорят, что пока эти усилия не оправдывают ожиданий, сообщает Mongabay. Вместо местных видов тропических лесов высаживаются неместные деревья, такие как эвкалипт, и может потребоваться поэтапный подход для учета поврежденной почвы в этом районе. Например, сначала может потребоваться высадка «пионерных» видов деревьев, а затем типичных видов тропических лесов, чтобы воспроизвести естественные лесные процессы.
Пока низменная Джакарта борется с наводнениями, засушливый Сан-Диего сталкивается с засухой. Калифорнийский город, в котором выпадает менее 12 дюймов (30 см) осадков в год, по прогнозам, будет испытывать более высокие температуры и менее предсказуемые дожди по мере ухудшения изменения климата.
Но Сан-Диего находится в лучшем положении, чем многие города, потому что его адаптация к климату фактически началась десятилетия назад. Когда в 1990 году в Калифорнии случилась засуха, поставщик воды в Сан-Диего, Los Angeles Metropolitan Water District, временно сократил водоснабжение города наполовину.
В тот момент они начали развертывать инициативу по созданию туалетов с низким расходом воды для сокращения потребления воды в домохозяйствах, которая вдохновила на аналогичные усилия по всей стране. За последние 30 лет город использовал практически все доступные рычаги для снижения спроса. За туалетами с низким расходом воды последовало озеленение с низким расходом воды и партнерство по сохранению воды с внутренними сельскохозяйственными районами.
С тех пор как округ Сан-Диего начал усилия по сохранению, он успешно сократил потребление воды на душу населения вдвое и еще больше сократил зависимость от воды из Лос-Анджелеса. Но одного сохранения воды недостаточно.
Рабочий идет по заводу по опреснению воды Клода «Бад» Льюиса Карлсбада недалеко от Сан-Диего. Этот завод по опреснению воды является крупнейшим в стране и одним из способов, с помощью которых город пытается избежать будущей засухи. Аллен Дж. Шабен/Getty Images
Поэтому город построил и поднял плотины для большего хранения воды и выровнял каналы, чтобы вода не просачивалась по пути из реки Колорадо. Он построил насосы для перемещения воды на север в округе Сан-Диего, частично на случай засухи.
И Сан-Диего также принял меры по усилению местного водоснабжения. Поскольку обильная морская вода города компенсирует недостаток грунтовых вод, Сан-Диего инвестировал в крупнейший в стране опреснительный завод, который в настоящее время поставляет около 10% воды в регион.
После трех десятилетий работы и пары дождливых зим у Сан-Диего теперь есть запас воды. Он даже планирует сдавать в аренду часть своих запасов реки Колорадо близлежащим городам.
И сталкиваясь с вероятностью более сильной засухи, вызванной климатом, город все еще стремится сделать больше. Для этого Сан-Диего снова ищет вдохновение в туалетах. В течение следующего десятилетия город Сан-Диего и два пригорода планируют перерабатывать сточные воды обратно в городские краны. Это новый подход в Калифорнии. Он выходит за рамки серой воды — не совсем питьевой воды, которая используется для озеленения. Вместо этого Сан-Диего будет отправлять очищенные сточные воды обратно в питьевую систему города.
Такой уровень очистки может показаться пугающим, но когда планировщики посчитали цифры, это оказалось дешевле, чем другие модернизации отходов, сказал Стивенсон. Округ Сан-Диего ожидает, что к 2045 году 18% его воды будет поступать из переработанной воды.
Все эти изменения потребовали политической воли. Они также потребовали существенных ресурсов: Сан-Диего выигрывает от стабильного населения, большого финансирования и эффективных систем управления, чего не хватает многим городам мира. А для Сан-Диего, равно как и для Милана, Джакарты и Нусантары, один проект-шот не станет панацеей от последствий изменения климата.
Международный коллектив учёных из Китая, Великобритании и Испании изучил влияние зелёных насаждений на здоровье городских жителей во время волн экстремальной жары. Исследование было опубликовано в научном журнале Environment International (EnvInt). Исследователи проанализировали, как различные виды растительности влияют на микроклимат в Гонконге. Эксперты использовали новый метод для измерения средней величины зелёного покрова в близлежащей среде обитания людей.
Полученные результаты свидетельствуют о том, что стратегии озеленения городов должны быть направлены на посадку деревьев в шаговой доступности от местных жителей, а также на добавление других видов растительности в определенные районы. По мнению исследователей, лесные массивы в радиусе 1 км от жилых районов значительно снижают риск смерти от теплового удара.
Анализ также показал, что небольшие зелёные насаждения вблизи жилых домов менее эффективны, чем масштабные стратегии озеленения, например лесопарковые или парковые территории.
Представители японского автопроизводителя Nissan показали новую автомобильную краску, которая отражает солнечные лучи и таким образом снижает воздействие тепловой энергии на кузов и салон автомобиля. В компании считают, что их разработка позволит водителям расходовать меньше энергии на системы кондиционирования, что снизит нагрузку на силовую установку и повысит общий уровень комфорта.
В жаркие дни многие водители сталкиваются с неприятной ситуацией, особенно в южных странах, где температура воздуха летом может подниматься выше 40°. Речь идёт о сильном нагреве автомобиля, припаркованного под прямыми солнечными лучами. В таком случае он нагревается так, что прикосновение к дверной ручке может оставить самые настоящие ожоги.
Главная угроза нагрева – вред здоровью. Если в жару на короткое время остаться в запертой машине без включенного кондиционера – тепловой удар обеспечен. Кроме того, при сильном нагреве возрастает риск взрыва любых ёмкостей, в которых находятся жидкости или газы под давлением – пластиковых бутылок с сильногазированными напитками, зажигалок, аэрозолей. В сильную жару в салоне авто, оставленного на солнце, усиливаются неприятные «клеевые» и «полимерные» запахи. При нагреве материалы обивки начинают активно источать токсичные пары, которые в больших концентрациях вредны для человека.
Многие исследователи давно работают над созданием автомобильной защитной краски с охлаждающим эффектом, которая помогла бы «остудить» машину. Инженеры из исследовательского центра Nissan разработали одно из таких покрытий. В новой краске применяется принцип «охлаждения излучением» (radiative cooling), в ней содержатся метаматериалы, помогающие эффективнее отражать солнечные лучи.
Суть технологии – в использовании специального композита, состоящего из двух реагирующих на свет типов частиц с особой микроструктурой. Первый тип эффективно отражает инфракрасное излучение (ближний инфракрасный диапазон), вызывающее повышение температуры поверхности. Второй тип частиц создает «электромагнитные волны», которые, по словам представителей Nissan, противодействуют солнечным лучам и перенаправляют энергию от кузова автомобиля обратно в окружающую среду.
Сейчас охлаждающая эмаль проходит испытание: её тестируют на фургонах Nissan NV100, которые эксплуатирует авиакомпания All Nippon Airways в токийском аэропорту Ханеда. Уже есть первые результаты. Новая краска снизила температуру поверхности кузова автомобиля на 12° и на пять внутри салона в жаркие дни. По заверениям специалистов, это позволило уменьшить нагрузку на систему кондиционирования и силовую установку (благодаря меньшему нагреву снижается нагрузка на силовую установку, участвующую в процессе охлаждения авто).
Как рассказывает сетевое издание Naked Science, толщина лакокрасочного покрытия, разработанного исследовательским центром Nissan, составляет примерно 120 микрон, что примерно в 6 раз толще обычной автомобильной краски, применяемой в современной автомобильной промышленности. Поэтому, прежде чем запустить краску в массовое производство, Nissan нужно найти способ уменьшить её толщину, сохранив эффективность.
Белые крыши защищают от перегрева, но могут вызвать негативный климатический эффект. Отражение солнечного света может защитить район от палящих температур, но в результате могут пострадать окружающие районы. Согласно новому исследованию, проведённому учёными Гарвардского университета, стратегия адаптации к изменению климата, направленная на охлаждение городов, может непреднамеренно сделать близлежащие районы более жаркими.
Эта стратегия, известная как управление излучением на суше, включает в себя такие методы, как покраска крыш и тротуаров в белый цвет для отражения солнечного света и уменьшения поглощения тепла. Хотя это эффективно снижает температуру в зоне применения, это также нарушает погодные условия, уменьшая количество осадков как внутри, так и за пределами зоны.
Это создает проблему для соседних районов. Осадки сохраняют влажность почвы, а испарение влаги охлаждает окружающий воздух. При уменьшении количества осадков испарение уменьшается, что приводит к повышению температуры. Внутри зоны «белых крыш» охлаждающий эффект от отражения солнечного света перевешивает потепление, вызванное снижением влажности почвы. Однако соседние районы не только не выигрывают от отражающего охлаждения, а даже ощущают потепление из-за меньшего количества осадков. В результате вне зоны помещения нагреваются, и эффект обогрева там примерно в 1–4 раза превышает эффект охлаждения в зоне «белых крыш».
Исследователи предупреждают, что если метод будет использоваться в районах с высоким уровнем дохода, граничащих с районами с низким уровнем дохода, этот метод может усугубить климатическое неравенство.
Однако если его применять в нужных масштабах, метод «белых крыш» всё равно может принести пользу. Авторы предполагают, что при использовании на участках диаметром менее 1 километра он вряд ли повлияет на количество осадков и вызовет непреднамеренное потепление. В тоже время, если этот метод будет использоваться на территориях диаметром более 10 километров, это, вероятно, приведёт к охлаждению гораздо большей территории, чем к потеплению, что потенциально делает компромисс целесообразным.