RTU pētnieki iedvesmojas no vaļiem un lūkos ēkas ietērpt 'tauku mētelītī'
Foto: Cameron Venti / cc

Kā izdabūt vairāk no ēku norobežojošām konstrukcijām – sienām –, lai tās ne tikai aizsargātu no siltumenerģijas zudumiem, bet aktīvi piedalītos ēkas siltumapgādes sistēmā? Šādu jautājumu risina Rīgas Tehniskās universitātes (RTU) pētniece Ruta Vanaga ar savu komandu. Pētnieki uzskata, ka tradicionālie siltināšanas materiāli un metodes jau ir tik attīstītas, ka nākotnē lieli lēcieni iespējami, vien radot konceptuāli pavisam jaunas idejas. Vanaga ar kolēģiem iedvesmu smeļas no ziemeļu dzīvniekiem, kuri ir lieliski pielāgojušies optimālai siltumenerģijas izmantošanai.

Vanaga ikdienā strādā RTU Enerģētikas un elektrotehnikas fakultātes Vides aizsardzības un siltuma sistēmu institūtā, un savas disertācijas ietvaros meklē veidus, kā, analoģijās runājot, ietērpt ēkas vaļa "tauku mētelītī".

Latvijas Radio 2 raidījumā "Nākotnes pietura" pētniece uzsver: "Dabā ir vērts skatīties – dabā viss ir piemērots vietējiem apstākļiem. Kas dzīvo tuksnesī, nedzīvos ziemeļos, un otrādi. Skatāmies, kādas īpašības ir tieši ziemeļos dzīvojošajiem dzīvniekiem un kādas vajadzības šīs īpašības apmierina. Skatāmies, kā notiek termoregulācijas procesi dabā. Institūtā strādāju ēku grupā, tāpēc fokusējos uz ēku energoefektivitāti. Kāpēc tas ir svarīgi? Jo esošās tehnoloģijas tiek arvien uzlabotas, uzlabotas un uzlabotas. Mēs siltumizolāciju esam uzlabojuši tik tālu, ka tādus lēcienveidīgus uzlabojumus jau ir grūtāk sagaidīt. Ja agrāk katrs uzlabojums bija nozīmīgs, tad tagad tās tehnoloģijas jau ir ļoti attīstītas un ļoti efektīvas."

Pētniece ar kolēģiem lūkojas biomīmikrijas virzienā – tā ir nozare, kas pēta dabā notiekošos procesus, struktūras, un mēģina tās imitēt, lai radītu pielāgotus tehnoloģiskos risinājumus dažādām problēmām.

Mums vajag konceptuāli jaunas idejas, kuras nevaram pagaidām pat nodefinēt. Varam izvirzīt prasības, kādas īpašības meklējam. Kad esam atraduši īpašību kopu, arī mēģinām to ieviest tehnoloģiskos risinājumos. Ruta Vanaga


Pētniece pašlaik strādā pie tehnoloģijas, kā ēku norobežojošās konstrukcijās uztvert un noturēt saules siltumu, faktiski iekļaut sienas kopējā enerģijas bilancē kā aktīvu, nevis pasīvu spēlētāju.

"Tas, kas mūs virza, protams, ir klimata pārmaiņu jautājumi. Ēkas Eiropas Savienībā patērē 40 procentus no enerģijas gala patēriņa, kas ir ļoti liels skaitlis kopējā bildē, tāpēc ir jāmeklē potenciāls, kā samazināt to enerģijas patēriņu un virzīties uz CO2 neitrālu sabiedrību," norāda zinātniece.

Biomīmikrijā ir divas galvenās pieejas. Pirmajā vispirms tiek definēta problēma un tad piemeklēti risinājumi dabā. Otrā, kā to raksturo pētniece, ir tāda "prāta vētras" pieeja – vispirms tiek pētīti risinājumi dabā, pēc tam tiem meklē pielietojumu. RTU pētnieku komanda izmanto abas pieejas.

"Uzstādījums bija – sienas konstrukcijai jābūt kā enerģijas nesējam. Tad izvirzījām kritērijus, kādus šai tehnoloģijai jāpilda – ka tā ir spējīga uzkrāt siltumu, vienlaikus tā arī pasargā no siltuma zudumiem. Skatījāmies, kādi ir termoregulācijas paņēmieni ziemeļu dzīvniekos. Stratēģijas ir dažādas. Kažoki ir viszināmākais. Tur varam meklēt analoģiju ar siltumizolācijas materiāliem, ka vienkārši apkārt izveidojam slāni. Savukārt jūras zīdītājiem ir zemādas tauku slānis, kas kalpo gan barības rezervju uzkrāšanai, gan arī kā enerģijas avots, gan kā siltuma zudumu medijs, kas palīdz regulēt siltuma zudumus. Tie ir vaļi, roņi. Ir citi nirējdzīvnieki, kuriem ir kažoks, kas nelaiž cauri ūdeni, ietverot gaisa kabatas, kas ļauj pasargāt no siltuma zudumiem. Izmantojot šo ideju par vaļa tauku slāni, turpinām attīstīt domu, kā tas būtu, ja uzliktu mājai tādu kā vaļa tauku mētelīti," pētījumu virzienu ieskicē Vanaga.

Jāuzsver, ka biomīmikrijā netiek izmantoti paši dzīvnieku izcelsmes materiāli, bet gan idejas.

RTU komanda strādā ar fāžu pārejas materiāliem, kas maina fāzi, nemainot temperatūru. "Sākotnēji apskatījām trīs materiālus – sāls hidrātus, parafīnus un taukskābju kombinācijas. Nejauši uzdūrāmies jūraszvaigznes tehnoloģijai, kuru tās izmanto, lai mainītu krāsu. Jūraszvaigzne ir pārklāta ar daudzām mazām lēcām, tās ierobežotas gaismas apstākļos fokusē, varētu teikt, gaismas enerģiju, un iedarbina kaut kādus procesus. Iedomājāmies, ka arī mums tas būtu ļoti noderīgi, ja varētu izmantot papildu tehnoloģiju, kas ļauj iedarbināt procesus. Optimālajā gadījumā tad nav vajadzīga enerģijas papildus pievadīšana, lai šos procesus vadītu – nav vajadzīgs ieslēgt elektrību. Izmantojām lēcu, lai paātrinātu tos procesus, jo fāžu pārejas materiāls ir inerts. Galu galā strādājam ar parafīnu, jo tas vislabāk sader ar citiem būvniecības materiāliem," klāsta pētniece.

Šobrīd zinātniekiem ir izstrādāts neliels modelis, kur imitēta ēkas iekštelpa, un vienā sienā iestrādāts modulis ar šo tehnoloģisko risinājumu – lēcu kombinācijā ar fāžu pārejas materiālu. "Notiek testēšana, imitējam saules darbību un varam pārbaudīt, kā dažādi risinājumi strādā. Pēc tam tos pārnesam uz datormodelēšanu. Laboratorijā ir grūtāk modelēt neskaitāmas variācijas, bet, ja esam validējuši savu aprēķinu programmu, varam pēc tam datormodelēšanā attīstīt visdažādākās idejas."

Pagaidām gan pētījumi ir pašā sākumstadijā. Ēkas, kuru sienas aktīvi piedalās termoregulācijas procesos un var uzkrāt siltumenerģiju, ir salīdzinoši tālā nākotnē.

Tags

Klimata pārmaiņas Bioenerģētika Enerģētika Globālā sasilšana Rīgas Tehniskā universitāte Inženierzinātnes
Pamanījāt kļūdu?
Iezīmējiet tekstu un nospiediet Ctrl + Enter!

Stingri aizliegts DELFI publicētos materiālus izmantot citos interneta portālos, masu informācijas līdzekļos vai jebkur citur, kā arī jebkādā veidā izplatīt, tulkot, kopēt, reproducēt vai kā citādi rīkoties ar DELFI publicētajiem materiāliem bez rakstiskas DELFI atļaujas saņemšanas, bet, ja atļauja ir saņemta, DELFI ir jānorāda kā publicētā materiāla avots.

Comment Form