一般的なプラスチックの再利用で建物の温度を季節に応じて自然に調節

Tokyoプリンストン大学とUCLAの研究者たちは、夏に建物を冷やし、冬に暖めることができる受動的なシステムを開発しました。彼らはその成果を6月27日にCell Reports Physical Science誌で発表しました。この新しいシステムは、特定の波長をターゲットにして放射熱をコントロールし、エネルギーを節約しつつ、快適な温度環境を提供します。プリンストン大学の教授であるジョティルモイ・マンダルは、この方法が周囲の放射の特性を活用していると説明しています。

建物は主に放射によって環境へ熱を失うとマンダルは説明しました。建物の表面が光とどのように相互作用するかを調整することで、建物の熱管理の新しい方法を見つけることができます。

輻射熱は至る所に存在します。太陽や電気ヒーターのコイルからそれを感じます。多くの建物はすでに輻射熱を管理するための対策を講じています。たとえば：

日差しを遮るためにブラインドを使用し、屋根や壁を白く塗って太陽の光を反射させましょう。

長い間、建物を涼しくする方法が実践されてきました。ギリシャのサントリーニやインドのジョードプルでは、人々は太陽光を反射する屋根や壁を利用しています。現代では、クールルーフコーティングが人気ですが、壁や窓を涼しくするのはより難しいです。屋根は簡単に空に熱を逃がすことができますが、壁や窓はしばしば他の建物や熱い表面に面しています。

UCLAの准教授であるアースワット・ラーマンによると、壁や窓は空に向かって熱を失うと同時に、地面から熱を吸収するそうです。寒い天候では、周囲の環境が壁や窓から熱を奪っていきます。

研究者たちは熱の移動を理解する方法を見つけました。彼らは、建物からの熱が「大気透過窓」と名付けた赤外線スペクトルの小さな部分を通じて空に放出されることを発見しました。地表では、熱は彼らが「ブロードバンド」と呼ぶ赤外線スペクトル全体を通じて移動します。

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マンダル氏によれば、特別なコーティングを用いて熱を特定の方法で管理することで、建物は夏に涼しく、冬には暖かく保つことができるそうです。

このシステムには、手に入りやすく安価な材料が必要です。具体例をいくつか挙げると、以下の通りです。

ポリビニルフルオライドは外壁材として使用されており、ポリプロピレンは家庭用プラスチックに含まれています。

ラマンは、ポリプロピレンのような素材が特定の大気の層で熱を放出したり吸収したりすることを説明しました。このような素材は一般的で容易に生産できるため、近い将来に建物の温度制御に役立つかもしれません。

エネルギーの節約効果は大きく、冷房費の削減や＜強調＞熱中症による死亡数＜/強調＞の減少に寄与することができます。

マンダルとラーマンは自分たちのプロジェクトを続けたいと考えています。マンダルは、「このシステムは使いやすく、環境に優しいです。特に暑い国での冷房費を削減し、熱中症による死を防ぐ助けになります」と述べました。