Projekt Cold Surface obejmuje badania nad prefabrykowanymi systemami przegród budowlanych zawierającymi innowacyjne materiały fotoluminescencyjne, których zadaniem jest ograniczenie akumulacji ciepła w fasadach i poprawa charakterystyki cieplnej budynków. Inicjatywę koordynuje URDECON przy udziale AIMPLAS, centrum technologii tworzyw sztucznych, oraz Instytutu Nauk Budowlanych Eduardo Torroja (IETCC-CSIC). Celem jest obniżenie temperatury powierzchni przegród budowlanych nawet o 2 °C oraz zmniejszenie zapotrzebowania na energię związaną z chłodzeniem budynków o 5–10%. Partnerzy wskazują, że rozwiązanie może również pomóc w ograniczeniu efektu miejskiej wyspy ciepła, zjawiska nasilającego się w miastach przez fasady, dachy i nawierzchnie, które latem pochłaniają promieniowanie słoneczne i działają jak akumulatory ciepła.
Każdego lata znaczna część promieniowania słonecznego jest pochłaniana przez miejskie powierzchnie budowlane. Powoduje to wzrost temperatury w środowisku miejskim i zwiększa potrzebę chłodzenia budynków oraz mieszkań, co z kolei podnosi zużycie energii i związane z nim emisje. Projekt Cold Surface odpowiada na to wyzwanie poprzez rozwój nowych rozwiązań budowlanych mających ograniczać nagrzewanie powierzchni wystawionych na działanie słońca.
Materiały fotoluminescencyjne do przegród budowlanych
Manuel Asensio, badacz w obszarze budownictwa i energii odnawialnej w AIMPLAS, wyjaśnia: „projekt COLD SURFACE promuje nową generację przegród architektonicznych zdolnych do utrzymywania niższej temperatury dzięki zastosowaniu zaawansowanych materiałów fotoluminescencyjnych. Rozwiązania te zaprojektowano tak, aby wychwytywały część promieniowania ultrafioletowego i przekształcały je w światło widzialne, zmniejszając w ten sposób ilość energii przekształcanej w ciepło i ograniczając nagrzewanie powierzchni wystawionych na działanie słońca”.
Cold Surface prowadzi badania nad materiałami fotoluminescencyjnymi dostosowanymi do warunków sektora budowlanego. W odróżnieniu od rozwiązań opartych wyłącznie na odbiciu promieniowania słonecznego materiały te pochłaniają część promieniowania ultrafioletowego i ponownie emitują je jako światło widzialne. Według partnerów projektu zmniejsza to ilość energii przekształcanej w ciepło i pomaga chłodzić powierzchnie.
„Pracujemy również nad opracowaniem związków luminescencyjnych, które pozwolą uniknąć stosowania pierwiastków ziem rzadkich, uznawanych w Europie za surowce krytyczne, a jednocześnie poprawią ich trwałość i kompatybilność z materiałami budowlanymi, takimi jak beton” – dodaje Asensio.
Badania obejmują także nowe metody symulacji i charakteryzacji dla tego typu materiałów. Celem jest wygenerowanie wiedzy, która może ułatwić ich przyszłe wdrożenie w sektorze budowlanym.
Jak zauważa Gloria Pérez z Instytutu Nauk Budowlanych Eduardo Torroja (IETCC-CSIC): „obecnie nie ma szeroko przyjętych metod oceny tego typu materiałów w zastosowaniach budowlanych. Projekt pozwoli opracować nowe protokoły badań i symulacji, które pomogą nam lepiej zrozumieć ich potencjał w zakresie obniżania temperatury budynków i przeciwdziałania efektowi miejskiej wyspy ciepła”.
Walidacja w rzeczywistych warunkach budowlanych
Miasta koncentrują materiały, które pochłaniają i magazynują duże ilości energii słonecznej, powodując, że temperatury w obszarach miejskich są wyższe niż w otoczeniu. Efekt miejskiej wyspy ciepła zwiększa zużycie energii, obniża komfort cieplny i nasila wpływ fal upałów na mieszkańców.
Aby przenieść technologię z laboratorium do rzeczywistego budownictwa, projekt przewiduje opracowanie demonstratorów w pełnej skali. Umożliwią one partnerom ocenę działania nowych systemów przegród w rzeczywistych warunkach eksploatacji i w różnych porach roku.
„Jednym z głównych celów COLD SURFACE jest walidacja tej technologii w rzeczywistych rozwiązaniach budowlanych oraz uzyskanie danych, które ułatwią jej przyszłe wprowadzenie na rynek. Chcemy opracować systemy przegród budowlanych, które pomogą ograniczyć przegrzewanie budynków i dostarczą nowych narzędzi do odpowiedzi na wyzwania stawiane przez zmianę klimatu w miastach” – mówi Antonio Jesús Martínez, dyrektor ds. innowacji w URDECON, firmie koordynującej projekt.
Oprócz korzyści energetycznych i środowiskowych inicjatywa ma otworzyć nowe możliwości rozwoju innowacyjnych rozwiązań budowlanych o wysokiej wartości, ukierunkowanych na dekarbonizację i adaptację klimatyczną środowisk miejskich.
Cold Surface jest projektem partnerstwa publiczno-prywatnego finansowanym przez Ministerstwo Nauki, Innowacji i Uniwersytetów za pośrednictwem Hiszpańskiej Państwowej Agencji Badawczej oraz współfinansowanym przez Unię Europejską i Europejski Fundusz Rozwoju Regionalnego (EFRR).
