新しい塗装技術により断熱性が向上

エネルギー効率と持続可能性に向けた大きな進歩の中で、スタンフォード大学の研究者らは、建築断熱の分野における画期的な進歩を発表しました。

さまざまな色のスペクトルで利用できる革新的な塗料配合は、建物やさまざまな空間の温度管理方法に革命をもたらす可能性を秘めています。 これらの塗料は、暖房や空調の需要を削減することで、大幅なコスト削減を約束するだけでなく、二酸化炭素排出量の大幅な削減も約束します。

現在、暖房と冷房は世界のエネルギー消費と温室効果ガス排出量のかなりの部分に貢献しています。 スタンフォードの新しい塗料は、これらの問題を大幅に軽減する可能性を実証しました。

最近米国科学アカデミー紀要に発表されたこの研究では、新しい塗料が寒い条件では暖房エネルギーの使用を最大 36% 削減し、暖かい条件では冷却エネルギーの必要量を 21% 近く削減できることが明らかになりました。 これは、米国のさまざまな気候帯にわたる一般的な中層アパートの暖房、換気、空調 (HVAC) のエネルギー消費量が 1 年間で 7.4% 減少することになります。

SLAC国立加速器研究所の材料科学と工学、エネルギー科学と工学、光子科学の著名な人物であるYi Cui教授は、暖房と空調の両方におけるエネルギー削減の差し迫った必要性を強調しています。 地球の気温が上昇し続ける中、特に発展途上国でエアコンの使用が増加しています。 この研究の上級著者である崔氏は、ゼロエミッション目標に沿った世界的なエネルギーと排出量削減の緊急性を強調している。

この課題に対処するために、研究チームは断熱性を強化し、屋内環境と外部環境の間の熱交換を最小限に抑える革新的な方法を模索しました。 優れた断熱性を実現する新素材に焦点を当てることは、建築環境におけるエネルギー効率を向上させる上で極めて重要です。

この画期的な進歩の中心となるのは、塗料組成に対する斬新なアプローチです。 従来の低放射塗料はメタリックなシルバーやグレーの外観のため実用性が制限されることが多かったのですが、新しく発明された塗料は二層構造になっています。

赤外線反射アルミニウムフレークを含む下層は、無機ナノ粒子を含む極薄の赤外線透過上層と組み合わされます。 このデザインは、効率的な断熱だけでなく、さまざまな美観に合わせて幅広い色を提供します。

屋外用途の場合、塗料は自然加熱に大きく寄与する赤外線のかなりの部分を反射します。 この光の大部分がカラー層を通過できるようにすることで、塗料は建材による熱吸収を防ぎます。 寒い環境では、内壁に塗布された塗料が赤外線を反射して熱を保持します。

これらの塗料の可能性は従来の建物を超えて広がります。 冷蔵輸送に携わるトラックや鉄道車両は、多くの場合、高額な冷却コストの負担がかかるため、この技術の恩恵を受ける可能性があります。 二層構成により、形状や素材に関係なく、さまざまな表面に適用できるため、さまざまなシナリオで断熱性が向上します。

さらに実用性や耐久性も見逃せません。 塗料の撥水特性は湿気の多い条件でも安定性を保証し、その復元力は極端な温度や酸性環境にさらされても確認されています。

先進的な塗料配合は、スタンフォード大学の著名な学術コミュニティの Zhenan Bao 教授、Shanhui Fan 教授などの著名な研究者が参加した学際的な取り組みの集大成です。 チームは実用化に向けて塗料の微調整​​に取り組んでおり、その取り組みはエネルギー効率の高い建設と輸送の新時代の到来を告げる可能性があり、環境と経済の両方にプラスの影響をもたらす可能性がある。