Инженеры из Австрии представили необычную систему охлаждения зданий, вдохновлённую древним принципом хранения воды в глиняных сосудах. Вместо кондиционеров и сложной электроники используется пористая керамика, насыщенная водой, которая естественным образом снижает температуру окружающего воздуха за счёт испарения.

Разработка уже вышла за пределы лаборатории. Исследователи построили полноразмерный экспериментальный участок стены и подтвердили, что рядом с ней температура воздуха может снижаться почти на 7 градусов. В будущем подобные конструкции могут стать энергоэффективной альтернативой традиционным системам кондиционирования, особенно в регионах с жарким и сухим климатом.

Древний принцип в современной реализации

Авторами проекта стали специалисты Технического университета Граца (TU Graz, Австрия).

За основу инженеры взяли хорошо известное ещё с древности свойство необожжённой или слабоспечённой глины сохранять прохладу. Вода постепенно просачивается через многочисленные микропоры материала и испаряется с поверхности, забирая часть тепловой энергии из окружающей среды. Именно поэтому напитки в глиняных кувшинах веками оставались прохладными даже без льда.

Теперь этот принцип решили использовать не для посуды, а для строительства.

Как устроена охлаждающая стена

Конструкция собирается из отдельных керамических блоков кубической формы.

Каждый модуль имеет размер около 23 × 23 сантиметров и печатается на промышленном 3D-принтере из специальной глиняной смеси. После изготовления изделия проходят обжиг при сравнительно невысокой температуре, благодаря чему материал сохраняет высокую пористость.

Внутри каждого блока находится сложная пространственная структура, построенная по принципу TPMS (Triply Periodic Minimal Surface) — трижды периодических минимальных поверхностей. Такая геометрия позволяет значительно увеличить площадь контакта воды с воздухом, одновременно снижая расход материала и массу конструкции.

Грибной мицелий помогает сделать керамику эффективнее

Одной из самых необычных особенностей проекта стала технология подготовки сырья.

В глиняную смесь инженеры добавляют древесные опилки и грибной мицелий. До начала печати грибница успевает прорасти внутри материала, формируя густую сеть тонких волокон.

Во время последующего обжига и мицелий, и древесные частицы полностью выгорают, оставляя после себя множество микроскопических и более крупных каналов.

Именно через эту разветвлённую систему пор вода быстро распределяется по всему объёму блока под действием капиллярных сил, значительно увеличивая площадь испарения и эффективность охлаждения.

В проекте хотят использовать даже озёрный ил

Разработчики рассматривают возможность сделать производство ещё более экологичным.

Одним из перспективных компонентов смеси могут стать донные отложения австрийского озера Нойзидлер-Зе. Их регулярно извлекают при очистке водоёма для предотвращения его обмеления.

Если исследования подтвердят пригодность такого сырья, отходы очистки озера смогут стать частью строительного материала.

Испытания уже показали заметный эффект

Первый полноразмерный демонстрационный образец представляет собой стену размером 2 × 2 метра. Она уже установлена на территории кампуса Технического университета Граца.

Во время испытаний в жарком помещении под крышей исследователи зафиксировали снижение температуры воздуха почти на 7 °C непосредственно возле наполненной водой конструкции.

По мере удаления от стены охлаждение становилось менее выраженным, однако прохлада ощущалась во всём помещении.

Где можно использовать такую технологию

Авторы проекта считают, что система способна найти применение в самых разных объектах:

• жилых домах;
• офисных зданиях;
• школах и университетах;
• общественных пространствах;
• зонах ожидания;
• городских площадях;
• остановках общественного транспорта.

Подобные стены могут работать как самостоятельно, так и дополнять традиционные системы климат-контроля, снижая нагрузку на кондиционеры и сокращая потребление электроэнергии.

Всё зависит от климата

Несмотря на впечатляющие результаты, технология имеет естественные ограничения.

Она основана на испарительном охлаждении, поэтому её эффективность напрямую зависит от влажности воздуха. Чем суше окружающая среда, тем быстрее испаряется вода и тем сильнее выражен охлаждающий эффект.

Именно поэтому максимальную эффективность такие стены смогут показать в регионах с жарким и сухим климатом. В условиях высокой влажности воздуха интенсивность охлаждения будет значительно ниже.

Шанс изменить подход к охлаждению зданий

Рост энергопотребления систем кондиционирования становится одной из серьёзных проблем современных городов. На охлаждение помещений ежегодно расходуются огромные объёмы электроэнергии, а работа климатической техники дополнительно нагревает окружающую среду.

Австрийская разработка демонстрирует, что даже многовековые принципы могут получить современное воплощение. Благодаря сочетанию древней идеи испарительного охлаждения, 3D-печати и новых материалов инженерам удалось создать конструкцию, которая работает практически без затрат энергии и может стать перспективным элементом экологичного строительства будущего.