Klima-uređaji nas neće spasiti od vrućine. Znanstvenici nude drugo rješenje

U europskim zemljama tijekom toplinskog vala krajem lipnja 2026. zabilježeno je više od 10.000 prekomjernih smrti. Naravno, riječ je o smrtnosti od svih uzroka iznad očekivane razine, a ne o konačno utvrđenom broju smrti izravno uzrokovanih vrućinom.

Tijekom ljeta 2003. vrućina je u Europi odnijela više od 70.000 života, dok su za 2022. procijenjene 61.672 smrti povezane s vrućinom. Hlađenje zgrada stoga više nije samo pitanje udobnosti, nego sve više i zaštite zdravlja i života.

Potreba za hlađenjem ubrzano raste

Jedno od očiglednih rješenja je širenje klimatizacije, no ona nije jedini niti je globalno održiv odgovor.

Procjene iz novog preglednog rada objavljenog u časopisu Nature Reviews Clean Technology pokazuju da na hlađenje zgrada otpada gotovo 10 posto globalne potrošnje električne energije. Očekuje se da će ona rasti kako toplinski valovi budu postajali češći, intenzivniji i dugotrajniji.

International Energy Agency procijenila je da bi broj klima-uređaja u svijetu do 2050. mogao narasti s 1.6 na 5.6 milijardi.

Hlađenje ne smije postati povlastica

Dok bogate zemlje s raširenom klimatizacijom, poput SAD-a, visoke temperature uglavnom svladavaju klima-uređajima, takvo rješenje nije dostupno milijardama ljudi u siromašnijim zemljama.

Studija objavljena 2021. u časopisu Nature Communications procijenila je da bi do 2040. između 64 i 100 milijuna kućanstava priključenih na električnu mrežu u Brazilu, Indiji, Indoneziji i Meksiku moglo trebati hlađenje, ali si ne bi moglo priuštiti klima-uređaje i njihovo korištenje.

Pasivno hlađenje kuća

Autori novog preglednog rada analizirali su mogućnost da se dio problema riješi tzv. pasivnim hlađenjem. Ono neće svaku prostoriju održavati na 22 °C, ali može ublažiti temperaturne vrhunce, skratiti rad klima-uređaja, smanjiti račune za struju i rasteretiti elektroenergetske sustave. Posebno može pomoći u siromašnijim zajednicama i tijekom nestanaka struje.

Analiza pokazuje da bi se pravilnim projektiranjem zgrada, sjenilima, prirodnom ventilacijom i naprednim materijalima u vrućim podnebljima potreba za hlađenjem mogla smanjiti i do 80 posto.

To ne znači da treba odbaciti klima-uređaje. Oni tijekom ekstremnih vrućina spašavaju živote. No nije razumno dopustiti da se zgrade pretvore u pećnice, a potom ih hladiti uređajima koji troše mnogo struje i zagrijavaju gradske ulice.

Matthaios Santamouris s UNSW Sydney i Konstantina Vasilakopoulou s RMIT University u novom su radu analizirali poznata rješenja, poput stvaranja hlada i noćnog provjetravanja, ali i nove materijale koji toplinu mogu odašiljati prema svemiru.

Zašto klima-uređaji nisu dovoljno rješenje?

Klima-uređaji toplinu iz prostorije prenose prema van pomoću rashladnog sredstva, kompresora i električne energije, kao što hladnjak hladi svoju unutrašnjost, ali zagrijava kuhinju. Studije pokazuju da njihova otpadna toplina u gusto izgrađenim dijelovima gradova može povisiti temperaturu zraka za oko 1 do 2 °C.

Potreba za strujom pritom često raste upravo kada vrućina može smanjiti njezinu proizvodnju. Tijekom suše vodostaji padaju, a rijeke se zagrijavaju, pa nuklearne elektrane koje njihovu vodu koriste za hlađenje ponekad moraju smanjiti snagu kako ne bi ugrozile ekosustave.

Primjerice, Francuska, čija nuklearna flota ima ukupnu instaliranu snagu od 62.9 gigavata, zbog toplinskog je vala u lipnju 2026. u jednom trenutku smanjila nuklearnu proizvodnju za 4.1 gigavat, odnosno za iznos jednak oko 6.5 posto instalirane snage.

Suše također smanjuju proizvodnju hidroelektrana te mogu ograničiti rad termoelektrana koje trebaju mnogo vode za hlađenje.

„Iz klimatskih promjena ne možemo se izvući samo klima-uređajima. Ako svaka zgrada bude potpuno ovisila o mehaničkom hlađenju, stvorit ćemo golem pritisak na elektroenergetske sustave, a gradovima ćemo dodavati još topline“, upozorio je Santamouris.

Treba spriječiti zagrijavanje zgrada

Pasivno hlađenje obuhvaća postupke kojima se smanjuje ulazak topline u zgradu i odvodi njezin višak bez klasičnog mehaničkog hlađenja ili uz minimalnu potrošnju energije.

Vanjska sjenila zaustavljaju Sunčevo zračenje prije nego što prođe kroz prozor, a svijetli krovovi i pročelja odbijaju veći dio sunčeve energije. Toplinska izolacija usporava prijenos topline, dok pravilno postavljeni otvori mogu noću izbacivati topao zrak. U suhim podnebljima može se iskoristiti i isparavanje vode, koja pritom uzima toplinu iz okoline. Naime, pri isparavanju voda apsorbira energiju kako bi njezine molekule svladale međusobne privlačne sile i prešle iz tekućeg u plinovito stanje. Tu energiju uzima u obliku topline iz okoline i tako je hladi.

„Sjenila, reflektirajući materijali, pametnija ventilacija i novi rashladni materijali mogu znatno sniziti temperaturu u unutrašnjosti prije nego što se klima-uređaj uopće mora uključiti“, kaže Santamouris.

Krov koji toplinu šalje u svemir

Posebno zanimljivo je tzv. radijacijsko hlađenje. Zgrade velik dio apsorbirane topline odašilju u infracrvenom području, a atmosfera dio tog zračenja propušta u svemir kroz tzv. atmosferski prozor.

Materijal koji odbija Sunčevu svjetlost, a učinkovito odašilje toplinu, može postati hladniji od okolnog zraka. U studiji objavljenoj 2014. u časopisu Nature takav je materijal odbijao 97 posto Sunčeva zračenja te je na izravnom suncu bio 4.9 °C hladniji od zraka. Ostvario je rashladnu snagu od 40.1 vat po četvornom metru.

Reflektirajući premazi

Tim sa Sveučilišta Maryland predstavio je 2023. mikroporozni stakleni premaz koji odbija do 99 posto Sunčeva zračenja. Materijal ispod njega u podnevnim je uvjetima bio oko 3.5 °C hladniji, čak i pri relativnoj vlažnosti do 80 posto.

Drugi tim predstavio je 2022. premaz sa šupljim česticama silicijeva i titanijeva dioksida. Odbijao je do 97 posto Sunčeva zračenja te je pod simulatorom Sunčeve svjetlosti postigao pad temperature od 5.26 °C.

Hlađenje isparavanjem

Znanstvenici su 2021. predstavili dvoslojni porozni polimer koji hladi isparavanjem. Donji sloj sadržavao je hidrogel koji zadržava vodu, dok je gornji sloj štitio materijal i odbijao Sunčevo zračenje. Pod izravnim Sunčevim zračenjem površina je bila oko 7 °C hladnija od okolnog zraka. Hidrogel je za nastavak hlađenja trebalo ponovno opskrbiti vodom.

Kombiniranje metoda

Nijedna od navedenih metoda nije prikladna za sva podneblja. Provjetravanje, primjerice, slabo pomaže kada je vanjski zrak vrlo vruć i vlažan. Autori zato predlažu kombiniranje postupaka prilagođenih lokalnim klimama i zgradama.

Postoje i ograničenja

Isparavanje je u vlažnom zraku manje učinkovito, a materijali moraju godinama podnositi prašinu, kišu, tuču, UV zračenje i oštećenja.

Autori zato ne najavljuju kraj klimatizacije, nego predlažu pametniji redoslijed, a taj je da se prvo spriječi zagrijavanje zgrade, zatim pasivno ukloni što više topline, a električno hlađenje upotrijebi za ono što preostane.

Predstavljena rješenja nisu zamjena za uobičajenu toplinsku izolaciju, poput fasadnih sustava s EPS-om, odnosno stiroporom, i energetski učinkovitih prozora s višeslojnim izolacijskim ili vakuumskim staklom, nego se s njima nadopunjuju.